阳离子淀粉絮凝剂在印染废水处理中的应用研究_环保工程_印花技术

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阳离子淀粉絮凝剂在印染废水处理中的应用研究

集萃印花网 2009-10-14

【集萃网观察】1 　前言

　　近年来,随着化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,一些难于生物降解的有机物大量进入废水,使印染废水成为污染最严重的工业废水之一,于是仍以生化法为主的废水处理手段不能满足实际需要。针对废水情况,目前一些印染厂采用混凝沉淀和生化法联合处理,本文研究其中的混凝沉淀法。

　　以玉米淀粉为原料,2 ,3 - 环氧丙基三甲基氯化铵( GTA) 作阳离子化试剂,适量的水- 乙醇混合溶剂作分散剂,利用干法合成工艺,可制备高效阳离子淀粉絮凝剂。由于少量水- 乙醇混合溶剂的存在,促进了阳离子化试剂在淀粉中的扩散、渗透。同时,抑制了淀粉的胶化和阳离子化试剂的水解,取得了很好的效果。阳离子淀粉絮凝剂具有无毒、价廉、高效、适用范围广和易生物降解等优点,越来越受到人们的重视。本文对阳离子淀粉絮凝剂在印染废水处理中的应用进行了研究,结果表明,阳离子淀粉、硫酸铁和聚丙烯酰胺联用处理印染废水具有优异的脱色效果[ 1 ,2 ] 。

2 　实验

2. 1 　主要药品和仪器

　　玉米淀粉(工业品) ; 2 ,3 - 环氧丙基三甲基氯化铵(工业品) ; 聚丙烯酰胺(工业品) ;无水乙醇(分析纯试剂) ;氢氧化钠(分析纯试剂) ; 硫酸铁(分析纯试剂) 。

带搅拌、控温装置的1000mL 三口反应瓶; 5L的不锈钢捏合机; PC22 型分光光度计;79 - 2 型磁力加热搅拌器。

2. 2 　阳离子淀粉絮凝剂的制备

　　在捏合机中加入玉米淀粉550g , 用一定量的水- 乙醇溶液润湿,加入适量的40 %NaOH 溶液,室温下搅拌10min ,再加入300g 的GTA ,室温下继续搅拌1h 后,在80 ℃的水浴中反应2. 5h ,得白色固体粗产品。粗产品用含有少量乙酸的质量分数为80 %的乙醇水溶液浸泡、过滤、洗涤、真空干燥,即得阳离子淀粉絮凝剂。本方法中分散剂质量占淀粉质量分数为21 % ,NaOH 用量为8. 0g。

2. 3 　阳离子淀粉絮凝剂在印染废水处理中的应用

　　首先对阳离子淀粉絮凝剂单独处理印染废水进行了研究,然后对硫酸铁、阳离子淀粉、聚丙烯酰胺(PAM) 联用处理印染废水进行了研究。印染废水取自清江印染厂,pH 值为11 ,色度为1200 倍,色泽为深红色。

2. 3. 1 　阳离子淀粉絮凝剂单独应用

　　用量筒量取一定量的阳离子淀粉倒入装有500mL 印染废水的烧杯中,搅拌均匀后,调节pH 值为一定值,在磁力加热搅拌器上快速搅拌2min ,然后慢速搅拌10 min ,静置沉降24h 后,取上层清液测吸光度,并按下式计算脱色率(η) :

η= [ (ε0 -ε)Pε0 ] ×100 %

式中:ε0 —印染废水处理前用蒸馏水稀释4 倍后测得的吸光度;

ε—印染废水处理后用蒸馏水稀释4 倍后测得的吸光度。

2. 3. 2 　硫酸铁、阳离子淀粉、PAM 联用用量

　　筒量取一定量的硫酸铁、阳离子淀粉、PAM 倒入装有500mL 印染废水的烧杯中,调节pH值为一定值,在磁力加热搅拌器上快速搅拌2min ,然后慢速搅拌10 min ,静置沉降24h 后,取上层清液测吸光度,计算出脱色率(η) 。

3 　结果与讨论

3. 1 　阳离子淀粉絮凝剂单独处理印染废水

3. 1. 1 　pH 值对脱色率的影响

　　阳离子淀粉投加量为30mgPL ,改变溶液pH 值进行混凝实验,分别测定脱色率,结果见表1 。

　　由表1 可见,在pH6. 0～8. 0 范围内脱色率基本不变,阳离子淀粉用于印染废水处理pH 适用范围宽,用量少,混凝效果好。

3. 1. 2 　阳离子淀粉投加量对脱色率的影响

　　调节废水pH 值为8. 0 ,改变阳离子淀粉投加量进行混凝实验,分别测定脱色率,结果如表2 所示。

　　由表2 可以看出, 随着阳离子淀粉投加量增大印染废水脱色率提高,阳离子淀粉投加量达30 mgPL 时印染废水脱色率最高,再增大阳离子淀粉投加量,则脱色率下降。阳离子淀粉作为好的絮凝剂,能使一些无机和有机物料的颗粒凝聚、沉淀,但当高分子絮凝剂添加过量时,颗粒表面被过多的絮凝剂所饱和,颗粒表面已无吸附空位而使絮凝剂失去架桥作用,同时由于高分子吸附膜的空间位阻效应使颗粒间互相排斥,颗粒又重新处于稳定分散,从而混凝效果下降。

3. 2 　硫酸铁、阳离子淀粉、PAM 联用处理印染废水

3. 2. 1 　硫酸铁投加量对脱色率影响

　　阳离子淀粉投加量为30mgPL , PAM 投加量为4. 0mgPL ,改变硫酸铁投加量,调节废水pH 值为8. 0进行混凝实验,分别测定脱色率,结果如表3 所示。

　　由表3 可知,随着硫酸铁投加量的增大脱色率提高,但超过40mgPL 后脱色率基本不变,故硫酸铁投加量以40mgPL 为宜。

3. 2. 2 　PAM 投加量对脱色率的影响

　　硫酸铁投加量为40mgPL ,阳离子淀粉投加量为30mgPL ,改变PAM 投加量,调节废水pH 值为8. 0进行混凝实验,分别测定脱色率,结果如表4 所示。

　　由表4 可知,随着PAM 投加量的增大印染废水脱色率提高, 但PAM 投加量超过4. 0mgPL 后,印染废水脱色率又下降。絮凝剂PAM 在印染废水中伸展性、可扰性强, 絮凝效果特别显著。但当PAM 絮凝剂添加过量时,颗粒表面被过多的聚合物分子所饱和,颗粒表面已无吸附空位而使聚合物失去架桥作用。同时由于高分子吸附膜的空间位阻效应使颗粒间互相排斥,颗粒又重新处于稳定分散,所以脱色率又下降。

　　综合以上讨论可知,硫酸铁、阳离子淀粉、PAM联用处理印染废水具有更高的脱色率,其最佳条件是:硫酸铁投加量40mgPL , 阳离子淀粉投加量30mgPL ,PAM 投加量4. 0mgPL ,在此条件下脱色率可达95 %。

4 　结论

　　以玉米淀粉与2 ,3 - 环氧丙基三甲基氯化铵(简称GTA) 为原料,水- 乙醇混合溶剂作分散剂,采用干法合成工艺,可制备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。实验结果表明,硫酸铁、阳离子淀粉、PAM 联用处理印染废水的最佳条件是:硫酸铁投加量40mgPL 、阳离子淀粉投加量30mgPL 、PAM 投加量4. 0mgPL ,在此条件下脱色率可达95 %。

来源: 印染在线作者：马永梅

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