強化混凝-光催化氧化處理印染廢水的研究
在我國工業(yè)廢水中，印染廢水因其有機物含量高、色度深、水質復雜、排放量大而成為難處理的工業(yè)廢水之一。印染廢水中含有大量鹵化物、硝基物、氨基物、苯胺、酚類及各種染料等有機物，主要來自纖維、紡織漿料和印染加工所使用的染料、化學藥劑、表面活性劑和各類整理劑。其COD濃度達數(shù)千至數(shù)萬mg/L，色度也高達數(shù)千至數(shù)萬倍，可生化性差，很多廢水還含有高濃度有無機鹽：如氯化鈉、硫化物等，嚴重污染水環(huán)境。目前國內處理染料廢水普遍以生物法為主，同時輔以化學法，但脫色及COD去除效果差，出水難以穩(wěn)定達到國家規(guī)定的排放標準。光催化氧化法是近年來水處理研究的熱點之一，本文采用強化混凝與光催化氧化相結合的方法，對武漢市某印染廠的印染廢水進行處理工藝實驗，研究了若干因素對處理結果的影響，取得了較好的效果，主要水質指標達到了GB8978—1996《污水綜合排放標準》中染料工業(yè)的二級標準。
1 實驗部分
1.1廢水的來源及水質
廢水取自武漢市某印染廠總排污口，該廠主要進行白坯布的印染生產，所用染料多為直接染料，排水量為20 t/d，間歇排放。
廢水CODcr 1300 mg/L ，色度為800倍， pH 10~12， 黑綠色。
1.2廢水處理實驗工藝及說明
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將混合均勻的廢水調pH 至弱堿性，加入適量的絮凝劑聚合氯化鋁（PAC）和助凝劑聚丙烯酰胺（PAM）及黃土，充分攪拌后沉淀，上層清液經過濾后，調pH至弱酸性，然后進光催化氧化反應器，停留一段時間后排出檢測。
1.3 光反應器構造
光反應器為高300 mm，直徑為150 mm的不銹鋼質反應器。反應器中央為一直徑為5 mm的石英玻璃管，將一支 125 W高壓紫外燈（上海亞明燈泡廠）置于石英管內，呈圓柱形光源，光源徑向所發(fā)出的光子能量分布相同，軸向有少許差異。反應器內壁按文獻[5]的方法涂有TiO2薄層。
2 結果與討論
2.1 混凝實驗
2.1.1混凝劑近似投量實驗
在玻璃燒杯中放入500 mL水樣，加入10%PAC水溶液，用玻璃棒先快速、后慢攪動，直至出現(xiàn)礬花，此時投加的混凝劑量為近似投量。
2.1.2最佳混凝劑投量實驗
實驗采用J6-1A六聯(lián)攪拌器。實驗步驟為，取1000 mL燒杯6個，各加入500 mL水樣作平行樣，用稀硫酸溶液調pH為8，同時投加10%PAC和10%黃土溶液(2 mL)，PAC的投量按近似投量的25%~200%分別加入，然后再投加0.05%PAM溶液1mL？焖贁嚢1.5 min，轉速為120 r/min，慢速攪拌25 min，轉速為25 r/min？焖贁嚢柘鄳乃俣忍荻菺值為60.7 /s，攪拌準數(shù)GT值為5467；慢速攪拌G值為7.37 /s，攪拌準數(shù)GT值為11058[6]。結果見圖2。
PAC的投加量為8 mL時，COD去除率達60%，脫色率達92%。
2.1.3最佳pH實驗
以PAC為混凝劑時，適宜的pH范圍為5~9，故在此范圍內進行實驗。結果如圖3所示。在500 mL水樣中，加入PAC 8 mL PAM 1 mL，黃土溶液2 mL。
pH為8時，效果最好。
2.1.4黃土投加量實驗
由于廢水為膠體溶液，溶解在其中的各種物質顆粒極細，單純投加PAC和PAM ，其混凝效果并不理想。投加適量黃土，使其作為結晶時的晶核，對混凝時的搭橋、結網(wǎng)和晶體的長大，具有十分重要的作用。故對黃土的投加量進行了實驗。實驗時采用10%（質量百分比）黃土溶液，pH=8，投加PAC 8 mL，PAM 1 mL。
2.1.5 光反應器前進水pH值的影響
經過以上混凝工藝的處理，廢水COD值可從1300 mg/L降至518 mg/L。取CODcr為518 mg/L的廢水用硫酸調pH分別為1.0、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0后進入光反應器，在光反應器內停留60 min后流出，測其CODcr值，結果見表1。
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從表1可以看出，在堿性條件下光反應器的反應效果較差；在酸性條件下光反應器有較好的反應效果，出水CODcr達到了GB8978—1996《污水綜合排放標準》中染料工業(yè)的二級標準。
2.1.6 光反應器內停留時間的影響
取CODcr為518 mg/L的廢水用硫酸調pH為5.0后進入光反應器，在光反應器內停留不同時間后流出，測其CODcr值，結果見表2。
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從表2可以看出，增加廢水在光反應器內的停留時間，有較好的處理效果。從工程實際的設備設計和運行成本考慮，廢水在光反應器內停留時間以60 min為宜。
3 結 論
采用強化混凝—光催化氧化法對印染廢水有較好的處理效果。當進水COD為1300 mg/L左右，色度為800倍時，經本法處理的廢水，出水COD為188 mg/L，色度為0～10倍，COD 去除率達92%，脫色率幾近100%。主要水質指標達到了GB8978—1996《污水綜合排放標準》中染料工業(yè)的二級標準。光反應器前進水應調至酸性；在光反應器內的停留時間60 min。本法可取代常規(guī)的生物法，適合中小型印染廠的廢水處理。
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