亞鐵基復(fù)合混凝脫色劑制備及其在針織印染廢水處理中的應(yīng)用研究

亞鐵基復(fù)合混凝脫色劑制備及其在針織印染廢水處理中的應(yīng)用研究近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,建筑、交通、電力等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目逐年增加,對(duì)鐵塔、鋼架、輪胎等產(chǎn)品的需求量日益劇增。這些產(chǎn)品的生產(chǎn)工序中都需要用鹽酸或硫酸對(duì)鋼材或鋼簾線(xiàn)等金屬表面進(jìn)行酸洗除銹處理,由此產(chǎn)生大量酸洗廢液,這些廢酸屬于危險(xiǎn)固廢。我國(guó)危險(xiǎn)廢物污染防治優(yōu)先選擇的技術(shù)路線(xiàn)是危險(xiǎn)廢物綜合利用,實(shí)現(xiàn)其資源化,以提高這些行業(yè)的清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)水平。另外,紡織印染工業(yè)在青島的經(jīng)濟(jì)主體中也占有很大的比重。印染廢水屬于較難處理的工業(yè)廢水之一,印染行業(yè)印染廢水色度超標(biāo)排放現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,給自然水體的水生生態(tài)環(huán)境造成了較大的影響。本論文通過(guò)對(duì)危險(xiǎn)廢物—廢酸進(jìn)行綜合利用,研制新型的亞鐵基復(fù)合混凝脫色劑,用于針織印染廢水的混凝脫色處理,以廢治廢,既實(shí)現(xiàn)了廢酸的資源化綜合利用,又為印染廢水的混凝脫色處理提供了新的藥劑品種選擇。論文的創(chuàng)新點(diǎn)在于解決了亞鐵脫色后上清液返黃和三價(jià)鹽脫色性能差的缺點(diǎn),打破了人們研究新型混凝劑時(shí)傾向于追求聚合高分子的思維定式,充分利用亞鐵的脫色性能和三價(jià)鐵鹽或鋁鹽的混凝性能,通過(guò)引入絮凝性能好的三價(jià)鐵離子和鋁離子,強(qiáng)化亞鐵型混凝劑的混凝沉降性能,實(shí)現(xiàn)亞鐵和三價(jià)鹽兩者間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本論文提出的混凝劑研制方案的可行性,共研制出BH-1、BH-2兩種混凝脫色劑。分別利用紫外可見(jiàn)光譜檢測(cè),X-射線(xiàn)衍射分析,以及鐵離子和鋁離子逐時(shí)絡(luò)合比色法,對(duì)BH-1和BH-2混凝脫色劑的產(chǎn)品表征進(jìn)行了分析。紫外可見(jiàn)光譜檢測(cè)顯示,BH-1的UV-vis特征吸收峰在635nm處,BH-2的UV-vis特征吸收峰在618nm處。X-射線(xiàn)衍射分析表明,BH-1中的晶體存在形式主要為FeCl₂（H₂O）₄（FeCl₃）H₂O、FeCl₂·2H₂O、FeCl₃·6H₂O,BH-2中含有FeCl₂·2H₂O、FeCl₂（H₂O）₂、FeCl₂（H₂O）₄、beta-Fe₂（OH）₃Cl和Al₂（OH）₅Cl·2H₂O、Al₁₀Cl₃（OH）₂₇·13H₂O等晶體結(jié)構(gòu)。逐時(shí)絡(luò)合比色的結(jié)果為,BH-1中的三價(jià)鹽為Fe（Ⅲ）,全部以Fea的形態(tài)存在,BH-2混凝脫色劑中的三價(jià)鹽為Al（Ⅲ）,其分布形態(tài)主要為單體及低聚物形態(tài)（Al_a）,約占74.8%,中等聚合形態(tài)（Alb）約占25.2%,沒(méi)有Alc大分子聚合形態(tài)存在。BH-1型混凝脫色劑最佳的使用條件是:加藥量0.8¹.0‰,混合后的pH值控制在7.5⁸.0,此條件下BH-1型混凝脫色劑形成的絮體較大,沉降速度亦較快,CODcr去除效率可達(dá)55%以上,色度去除效率可達(dá)95%以上,出水色度可達(dá)到《山東省地方標(biāo)準(zhǔn)紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/533-2005）標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ的B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（色度≤30倍）,處理成本約為0.40元/噸。由于該型混凝劑本身pH值較低,pH值為1以下,因此該類(lèi)混凝劑適合pH值較高的機(jī)織印染類(lèi)廢水,使藥劑在發(fā)揮脫色作用的同時(shí),還可調(diào)節(jié)廢水的pH值。BH-2型混凝脫色劑也表現(xiàn)出較優(yōu)異的混凝沉降性能,其最佳使用條件:加藥量0.8‰,混合后的pH值控制在7.0⁷.5,對(duì)CODcr、色度的去除效率分別可達(dá)到59.8%、97%,出水色度可達(dá)到《山東省地方標(biāo)準(zhǔn)紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/533-2005）標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ的B級(jí)標(biāo)準(zhǔn),噸水處理成本約0.45元。該型混凝劑本身pH值較高,pH值為3.5左右,因此該類(lèi)混凝劑適合pH值較低或偏中性的針織印染或印花類(lèi)廢水。對(duì)BH-2進(jìn)行了實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用,結(jié)果表明,處理后的印染廢水色度能夠滿(mǎn)足《山東省地方標(biāo)準(zhǔn)紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/533-2005）標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ的B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（色度≤30倍）。運(yùn)用灰色理論建立了BH-2投藥量GM（0,N）預(yù)測(cè)模型,可以隨時(shí)根據(jù)水質(zhì)的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)投藥量,在保證處理效果的同時(shí),還可節(jié)省藥劑投加成本,模型的建立為混凝工藝自動(dòng)化投藥控制系統(tǒng)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。因此在開(kāi)發(fā)新型、高效混凝劑的同時(shí),針對(duì)特定廢水為其構(gòu)建相應(yīng)的投藥量預(yù)測(cè)模型是可行的。