论文部分内容阅读
印染废水水质成分复杂、色度大、有机物浓度高、难生化降解,是我国水环境污染治理中较难处理的污染源。在印染废水处理中,直接采用生化法处理效果较差,必须对其进行预处理,以降低色度和有机物浓度,减小生化处理阶段的负荷。本文以聚二甲基二烯丙基氯化铵(以下简称PDAC)为改性剂,采用水溶液吸附法对工业废弃物—粉煤灰进行改性,制备一种具有高吸附性能的吸附剂—PDAC改性灰,将其应用于模拟染料废水和实际印染废水的处理;并研究PDAC改性灰对废水色度、COD、NH3-N、SS的吸附效果和吸附行为。对比试验研究表明:(1)在强酸或强碱条件下,粉煤灰投加量为4g·100mL-1,反应90min,对印染废水的脱色率和COD去除率分别达到40.02%和37.6%,有一定的去除效果。(2)PDAC改性灰对印染废水的脱色率是原状粉煤灰的2.4倍,COD去除率是原状粉煤灰的2倍。与常规的酸、碱法改性和火法改性相比,PDAC改性灰对印染废水的色度和COD去除效果更好。通过试验筛选,确定了PDAC改性灰的最佳制备条件为:粉煤灰投料量为50g,反应水浴温度40℃、PDAC溶液浓度50g·L-1、反应时间2h、溶液pH值3.4左右。PDAC改性粉煤灰的机理是:通过改性激发了粉煤灰的表面活性,使其比表面积增大,粉煤灰表面由带负电荷变为正电荷。将活性艳红、活性嫩黄、还原大红、分散红紫四种染料分别配制成一定浓度的模拟染料废水,对PDAC改性灰的脱色效果进行评价。试验结果表明,PDAC改性灰对四种模拟染料废水色度的吸附是一个快速的过程,在15min内脱色率达到80%以上;PDAC改性灰的投加量越高,脱色效果越好,投加量在0.5~1g·100mL-1之间,脱色效果达到最大,但高于1g·100mL-1后,脱色率逐渐下降;PDAC改性灰处理模拟染料废水的脱色效果受溶液pH值的影响不大,脱色率的波动范围较小;将PDAC改性灰投加到浓度为20~120mg·L-1的一系列模拟染料废水中,四种染料废水的脱色率均随浓度的增加而增大;在最佳投加量下,脱色效果顺序为还原染料>分散染料>活性染料。将PDAC改性灰应用于实际印染废水的处理中,在不调节废水pH值条件下,合理的工艺参数为:吸附反应时间60min、PDAC改性灰投加量2g·100mL-1、反应温度为25℃左右,沉降时间为10min,在此条件下,脱色率为92%,COD、NH3-N、SS的去除率分别达到66%、84%和86%。印染废水的色度有了大幅度的降低,出水水质澄清,COD浓度为174.23 mg·L-1,NH3-N浓度为2.82 mg·L-1,SS为67mg·L-1。吸附行为研究表明:(1)粉煤灰对印染废水中COD的吸附量远远小于PDAC改性灰的吸附量,随着浓度的增加,二者的平衡吸附量也随之增大,并逐渐趋于饱和。(2)PDAC改性灰对COD的吸附过程属于放热反应,在低温下吸附容量较大,有利于吸附反应的进行。(3)Langmuir和Freundlich吸附等温模型都很好地描述了PDAC改性灰对COD的吸附等温规律,表明吸附是一个以物理吸附为主,又包括化学吸附的复杂过程,属于多层吸附;Freundlich拟合的相关系数比Langmuir拟合得更好,更适合描述PDAC改性灰对印染废水中COD的吸附过程。PDAC改性灰结合了PDAC絮凝剂和粉煤灰在絮凝吸附方面的优势,将其用于印染废水的预处理,具有较好的处理效果。研究成果也为粉煤灰的资源化利用提供了一种新的思路,以废制废,实现了环境和经济的双重效益。