印染废水处理剂的进展_环保工程_印花技术

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印染废水处理剂的进展

集萃印花网 2009-09-08

【集萃网观察】印染废水水量大、成分复杂是废水处理研究的难点．近年来，纺织工业不断开发新产品、新技术，所用浆料、染料、新型助剂等难生化降解的有机物大量进入印染废水，ＣＯＤＣｒ去除率严重下降，给处理带来更大的难度．由于水资源日渐短缺和污染逐渐严重，印染行业的废水处理已引起政府的高度重视．

目前，絮凝剂在废水处理中占有重要地位．絮凝剂已从铝系、铁系絮凝剂发展到有机合成高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂、微生物絮凝剂等．另外，随着生物酶在印染加工中的深入应用，其在印染废水处理中的作用日益增多．

１无机高分子型絮凝剂

无机高分子絮凝剂主要包括聚氯化铝、聚硅硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁．其对大多数染料废水的脱色效果较理想，但对于单偶氮、低分子质量含水溶性基团较多的亲水性染料则达不到满意的效果，而且无机高分子絮凝剂用量大、絮凝效果欠佳，易造成二次污染．

１．１聚铝系

聚合氯化铝（ＰＡＣ）是水处理中最为常用的絮凝剂之一，在处理印染废水中已经得到广泛应用．王燕等以聚合氯化铝（ＰＡＣ）和二甲基二烯丙基氯化铵均聚物（ＰＤＭＤＡＡＣ）为原料，制备出了聚合氯化铝－二甲基二烯丙基氯化铵均聚物复合絮凝剂（ＰＡＣ－ＰＤＭＤＡＡＣ）并对其电荷特性和结构形貌进行研究．结果表明：ＰＡＣ－ＰＤＭＤＡＡＣ较ＰＡＣ具有更高的表面电荷、更大的支化度和更好的絮凝效果．冯蔚龙等以铝酸钙粉和食品级浓盐酸为基本原料制得聚硅氯化铝，结果显示：其对废水的处理效果明显优于传统的硫酸铝和聚合氯化铝．贾青竹等运用自制聚硅硫酸铝（ＰＳＡＳ）絮凝剂处理废水，实验结果表明：ＰＳＡＳ可以有效地应用于低浊度废水的净化处理，同时对高色度废水也有很好的处理效果．

１．２聚铁系

聚铁系絮凝剂的絮凝效果较好，在印染废水处理中应用广泛．洪金德等用不同盐基度的聚铁系絮凝剂ＰＦＳ处理活性翠蓝和分散红的模拟染色废水，在一定的ｐＨ值条件下，随着ＰＦＳ盐基度的增加，处理效果呈上升趋势，在盐基度１０．５７％￣１６．４３％、絮凝剂用量为０．２５￣０．４０ｍｍｏｌ／Ｌ时的处理效果较佳．俞丹青等以硅酸钠、硫酸铁和四硼酸钠为原料，制备出含硼聚硅硫酸铁（ＰＦＳＳＢ），结果显示：其比聚合氯化铝（ＰＡＣ）有更好的除浊和脱色效果，而且所形成的絮体明显大于用ＰＡＣ时形成的絮体，絮体沉降速度也更快．

２有机合成高分子型絮凝剂

与无机絮凝剂相比，有机高分子絮凝剂具有絮凝速度快、用量少、ｐＨ及温度影响小等优点，因而有着广阔的应用前景．从絮凝机理上分析，有机高分子絮凝剂带有—ＣＯＯ－、—ＮＨ—、—ＳＯ３、—ＯＨ等亲水基团，大多属于线型高分子聚合物，相对分子质量大、官能团多，故具有很强的吸附效能．

２．１甲醛－双氰胺系

余跃选用自制的甲醛－双氰胺聚合物作为絮凝脱色剂处理高浓度印染废水的实验结果表明：在甲醛双氰胺用量２００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ值为１１￣１３时，脱色率为９９％，ＣＯＤＣｒ去除率为７３．１％，减轻了后续处理难度．甲醛－双氰胺系列脱色絮凝剂虽处理效果较好但价格较高，无法在实际中普遍使用．对此，利锋等用双氰胺、体积分数为３７％的甲醛、改性剂和催化剂合成改性甲醛－双氰胺，用于处理印染废水，脱色率和ＣＯＤＣｒ去除率均较高，污泥体积小．该絮凝剂与Ａｌ２（ＳＯ４）３复配使用效果更佳，脱色率达９６．８％，ＣＯＤＣｒ去除率最高可达９１．５％，出水ＣＯＤＣｒ和色度达国家一级排放标准．

２．２聚丙烯酰胺系

根据离子特性可将聚丙烯酰胺分为阳离子型（ＣＰＡＭ）、阴离子型（ＨＰＡＭ）、两性离子型和非离子型（ＰＡＭ）．其中，ＣＰＡＭ是污水处理的重要絮凝剂．林松柏等以溴乙烷为季铵化试剂，通过对聚丙烯酰胺的端基进行改性，合成了阳离子型的吸附材料．实验表明：该树脂对染料的吸附能力较强，其脱色率可达到９８％．通过电镜分析发现，季铵化改性的ＰＡＭ树脂对染料的吸附依靠静电、架桥及凝聚作用．

３天然高分子絮凝剂

天然高分子絮凝剂主要有壳聚糖衍生物类、淀粉衍生物类、微生物类，其他还有植物多糖类、纤维素衍生物类等．

３．１壳聚糖衍生物类

在酸性条件下，壳聚糖的降解性和产品质量具有不稳定性，在很大程度上限制了它的应用范围．因此，壳聚糖通过化学改性，引进多功能基团，改善其溶解性能和物化性质，可赋予它们更多的特殊功能．黄惠莉等采用自制羧甲基壳聚糖对水溶性染料及印染废水进行处理，都具有良好的脱色效果．当ｐＨ为６￣７、羧甲基壳聚糖用量为０．６ｇ／Ｌ时脱色率可达９０％．林静雯等研究了用壳聚糖与丙烯酰胺接枝共聚物作为絮凝剂处理印染废水，其絮凝效果明显好于壳聚糖，具有更强的吸附、架桥能力．黄中华等通过实验得知，不同脱乙酰度壳聚糖的吸附能力存在差别：随着脱乙酰度的增加，壳聚糖对酸性大红染料的吸附量明显增加，这是由于提高脱乙酰度使壳聚糖分子中有更多的游离氨基可以参与吸附；而对番红花红和碱性品红染料，脱乙酰度对吸附能力的影响不明显．

３．２淀粉衍生物类

聂新卫等采用预处理的硼泥和改性淀粉絮凝剂处理印染废水，实验结果表明：当硼泥絮凝剂用量为２５０ｍｇ／Ｌ、改性淀粉絮凝剂用量为３ｍｇ／Ｌ、废水ｐＨ为１１．７时，ＣＯＤＣｒ的去除率为８２．４％，色度去除率为７６．７％，浊度去除率为９８．１％．马永梅以玉米淀粉及２，３－环氧丙基三甲基氯化铵（ＧＴＡ）为主要原料，在碱（氢氧化钠）催化条件下，以水－乙醇混合溶剂为分散剂，制备了高效阳离子淀粉絮凝剂．该阳离子淀粉絮凝剂与硫酸铁、ＰＡＭ复配处理印染废水混凝效果好，药剂费用低，操作简单，是一种经济有效的印染废水处理方法．

３．３微生物类

微生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物，主要有糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等，属于天然生物高分子絮凝剂，具有天然有机高分子絮凝剂的一切优点．具有分泌絮凝剂能力的微生物称为絮凝剂产生菌．关于微生物絮凝剂的絮凝机理有许多假说，目前已被人们普遍接受的是架桥絮凝机理，该学说可解释大多数微生物絮凝剂产生的絮凝现象，认为絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力可同时吸附多个胶体颗粒，并在胶体间产生“架桥”现象，从而形成三维结构而沉淀．

自1935美国科学家Ｂｕｔｔｅｒｆｉｅｌｄ从活性污泥中筛选出絮凝剂产生菌以来，人们对微生物代谢产物与微生物絮凝剂之间的关系进行了研究，筛选到一些絮凝剂产生菌．目前，有关微生物絮凝剂在印染废水中的应用已进行了广泛研究．彭晓文等利用微生物絮凝剂Ｌ－３处理酸性湖蓝Ａ、碱性品红、活性翠绿ＫＮ－Ｒ和直接深紫ＮＭ染料，脱色率分别达到了９３．０％、８４．２％、７５．５％和８６．０％．李风琴等筛选、培养了具有高絮凝活性的微生物絮凝剂ＭＨＸＧＳ２，其对靛蓝印染废水有很好的脱色效果．当ｐＨ值为１０．５、微生物絮凝剂用量为４ｍＬ／Ｌ时，脱色率可高达９６．５％．

４生物酶

生物酶处理印染废水有使用安全、清洁等优点，酶处理后废液容易进行无害化处理．用于污水处理中的酶包括辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、多酚氧化酶等．研究发现，利用有多酚氧化酶活性的铁载体对染料分解和废水处理非常有效．乔彤森等以辣根过氧化物酶为催化剂、过氧化氢为氧化剂，采用酶催化氧化法处理含苯胺、酚类化合物和其他化学物质的高浓度有机工业废水，结果表明：当辣根过氧化物酶用量为１ｍＬ、过氧化氢用量为０．２ｍＬ、ｐＨ值为８￣９、２５℃左右时，ＣＯＤＣｒ去除率可达到５０％以上．张鹏等对纤维素酶与靛蓝染料间的吸附关系进行研究，发现纤维素酶ＣＴＣ－Ａ、ＣＴＣ－Ｂ、ＣＴＣ－Ｃ对水溶液中的靛蓝有聚集和吸附作用．卢蓉等采用彩绒革盖菌产生的漆酶对酸性橙染料进行脱色实验，结果表明：脱色作用明显，添加微量的小分子物质作为氧化还原递质可显著提高漆酶的催化氧化能力，脱色率可达９６．５％，表明其在染料废水的治理上具有良好的应用前景．另外，酶固定化是目前酶处理工业废水中较为活跃的领域，但其缺点也明显：反应较剧烈，酶易失活，载体无通用性．固定化酶技术作为一种高效的生物酶催化技术，将在今后的工业废水处理中产生巨大的应用价值．

５结语

高分子絮凝剂在处理印染废水中起着举足轻重的作用：无机高分子絮凝剂能够较好地去除印染废水中的分散染料、硫化染料、氧化后的还原染料以及分子质量较大的直接染料和中性染料，而对易形成胶体微粒的水溶性染料如酸性染料、活性染料及部分小分子直接染料废水的混凝脱色效果不理想；有机高分子絮凝剂以其良好的凝聚效果、脱色能力和操作简便等优点，在印染废水处理中起着不可替代的作用，特别是能有效地处理含亲水性染料的印染废水．但是，有机合成高分子絮凝剂单独处理印染废水的效果欠佳．因此，开发研制价廉、无毒、高效的新型无机有机复合混凝剂已成为混凝法的主要研究方向之一．

近年来，天然高分子物具有原料来源广、价廉和生物可降解性等优点已得到国内外科研工作者的广泛关注．越来越多的研究者致力于生物酶在处理印染废水中的应用，该类絮凝剂可以有效处理复杂、多变的印染废水，减少环境污染．我们深信，随着技术的不断发展，高分子絮凝剂和生物酶在印染废水处理中将会发挥更大的作用．

参考文献：

［１］王燕，高宝玉，岳钦艳，等．聚合铝基复合絮凝剂的特性［Ｊ］．环境保护科学，２００４（６）：７０－７３．

［２］冯蔚龙，卢建业，杨叶毅．聚硅氯化铝制备条件和应用探讨［Ｊ］．广东化工，２００５（２）：４０－４２．

［３］贾青竹，衣守志．聚硅硫酸铝絮凝剂的制备及应用研究［Ｊ］．水处理技术，２００５，３１（１）：５０－５２．

［４］洪金德，丁淼利．ＰＦＳ盐基度与絮凝性能关系分析［Ｊ］．华侨大学学报，２００５，２６（３）：３０３－３０５．

［５］俞丹青，颜家保，周涓．含硼聚硅硫酸铁絮凝剂的制备及其絮凝性能［Ｊ］．化工环保，２００６，２６（１）：７０－７３．

［６］余跃，冯晖，杨文忠．双氰胺甲醛絮凝剂处理印染废水的研究［Ｊ］．江苏化工，２００４，３２（２）：４０－４２．

［７］利锋，方战强，曾志勇．印染废水高效脱色絮凝剂的合成及其脱色性能研究［Ｊ］．工业水处理，２００５，２５（８）：３８－４１．

［８］林松柏，姚康德，李云龙．聚丙烯酰胺季铵化改性及吸附染料［Ｊ］．华侨大学学报，２００６，２７（２）：１４７－１５０．

［９］黄惠莉．羧甲基壳聚糖用于印染废水的处理［Ｊ］．华侨大学学报，２００２，２３（２）：１７７－１７９．

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［１６］乔彤森，刘发强，陈涛．酶催化氧化处理高浓度有机工业废水［Ｊ］．石化技术与应用，２００５，２３（６）：４６９－４７１．

［１７］张鹏，康志华，田剑夫．纤维素酶吸附靛蓝染料的研究［Ｊ］．印染，２００５（７）：１１－１３．

［１８］卢蓉，沈雪亮，夏黎明．彩绒革盖菌产漆酶及其对染料脱色的研究［Ｊ］．林产化学与工业，２００５，２５（１）：７３－７６．

［１９］冯秀娟，葛天源．无机混凝剂在印染废水处理中的研究进展［Ｊ］．中国资源综合利用，２００５（１０）：６－９．

来源: 印染在线作者：李伟勇,邓沁兰（广东纺织职业技术学院，广东佛山５２８０００）

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