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聚磷硫酸鐵在活性染料廢水處理中的應用

發布時間:2020-09-10     瀏覽次數:

在工業廢水和生活污水的處理中,應用較廣泛、成本較低廉、較常采用的處理方法仍然是絮凝—沉淀法。該法的關鍵是尋找一種絮凝劑。利用新型的絮凝劑聚磷硫酸鐵(PFPS)對活性染料廢水進行處理,通過大量實驗,找出了達到較佳COD和色度去除率的PFPS用量和適合的pH范圍,并與常規絮凝劑聚合硫酸鐵(PFS)進行了對比,證明PFPS具有優良的性能。

聚合硫酸鐵

一、實驗部分

1、測試方法

水質化學需氧量(COD)—按國際GB11914-1989重鉻酸鹽法測定;水質色度的測定—按國標GB11903-1989稀釋倍數法測定。

2、實驗儀器及藥品

回流裝置、25mL(或50mL)酸式滴定管、具塞比色管等。

硫酸銀、硫酸汞、硫酸、活性嫩黃K-4G、活性艷紅M-8R、活性翠蘭KN-G等,均為市售。

二、實驗結果與討論

1、PFPS用量對處理效果的影響

在質量濃度為200mg/L的單組分活性嫩黃K-4G染料廢水中分別加入100-900mg/L各種用量的PFPS,攪勻后靜止15min,吸取一定溶液進行COD和色度試驗,結果見表1。

表1PFPS用量和COD、色度去除率的關系(單組分染液)

PFPS的質量濃度/mg·L-1 100 300 500 700 900
COD去除率/% 21 50 74 51 26
色度去除率/% 6 34 92 84 82

從表1可看出,當PFPS用量逐漸增加時,COD和色度去除率逐漸增加,到500mg/L時達到較大值,PFPS濃度再增加,對COD和色度的去除反而不利。這可能是由于水溶液中,鐵離子以水合離子形式存在,每個鐵離子的周圍有6個配位水分子。

當配位的水分子被氫氧根所取代時,便發生水解作用,產生帶正電荷、負電荷和電中性的含鐵的分子和離子,起到絮凝作用。隨著PFPS用量的增加,這種水解作用加強,產生的含鐵絡合離子增加,到500mg/L時,其濃度達到較大值,絮凝效果也很好;PFPS用量再增加時,每個鐵離子周圍的配位水分子反而會減少,水解作用減弱,表現為PFPS的絮凝作用減弱,COD及色度的去除率下降。因此,在此實驗條件下,PFPS的用量選擇為500mg/L。

2、pH值對PFPS處理效果的影響

根據絮凝化學理論,絮凝劑水解產生絡合離子的反應是與pH有關的,也就是說,絮凝劑的絮凝效果與pH有關。為了了解pH對PFPS處理單組分活性染料廢水絮凝效果的影響,在若干100mL質量濃度為200mg/L的活性嫩黃K-4G染液中,分別用硫酸、碳酸鈉調節pH為2-12,然后,加入PFPS500mg/L,攪勻,靜置15min進行實驗,結果如表2所示。

表2pH和COD、色度去除率的關系

pH 2 4 6 8 10 12
COD去除率/% 40 63 72 55 32 25
色度去除率/% 76 80 92 68 56 52

由表2可知,在pH6時,COD和色度去除率均達到較佳值,即PFPS絮凝劑使用的pH較佳范圍是5-6.5。

3、PFPS和PFS用量對處理雙組分活性染料廢水的影響

在染色過程中,很多顏色需要由兩種或兩種以上的染料拼混而成。因此,染色廢水中常常存在兩種或兩種以上的染料。以下實驗是分別用不同濃度的PFPS和PFS處理質量濃度為200mg/L的活性艷紅M-8R和活性翠蘭KN-G混合染液廢水,其結果如圖1所示。

聚磷硫酸鐵在活性染料廢水處理中的應用

從圖1可以看出,PFPS和PFS達到其較佳絮凝效果的質量濃度分別為500mg/L和700mg/L,而且從COD和色度的去除率來看,PFPS的絮凝效果優于PFS。

4、pH值對PFPS和PFS處理雙組分活性染料廢水的影響

取以上相同的混合染液廢水100mL若干份,調節pH為2-12,分別加入500mg/LPFPS和700mg/LPFS,攪勻,靜置15min,測試結果如圖2。

聚磷硫酸鐵在活性染料廢水處理中的應用

從圖2可以看出,對雙組分活性染料染液,PFPS和PFS絮凝劑有良好絮凝效果的pH范圍均為4.5-6,即在弱酸性范圍。隨著pH的增加,它們的絮凝效果逐漸減弱。

三、結論

1、對于質量濃度為200mg/L的單組分活性染料廢水,PFPS的較佳用量為500mg/L,pH選擇在5-6.5。此時,COD去除率為70%以上,色度去除率在90%左右。

2、對于質量濃度分別為200mg/L的雙組分活性染料廢水,PFPS和PFS的較佳用量分別為500mg/L和900mg/L,pH選擇在4.5~6。此時,PFPS對COD的去除率為70%左右,色度去除率在90%以上;PFS對COD的去除率為40%左右,色度去除率在90%以上。

3、通過以上實驗,證明PFPS是比PFS效果更好的活性染料廢水處理絮凝劑。

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