龔憶平，江 娜

(1.蘇州市供排水管理處，江蘇 蘇州 215004；2.安徽建筑大學(xué) 環(huán)境與能源工程學(xué)院，安徽 合肥 230601)

全世界90%聚酯纖維在生產(chǎn)時(shí)添加三氧化二銻、醋酸銻、或乙二醇銻作為酯化聚合反應(yīng)的催化劑[1-2]。在染色過(guò)程中，聚酯纖維中殘留的銻經(jīng)過(guò)堿減量、退漿、高溫上色等工藝被轉(zhuǎn)移到印染廢水中。2015年4月環(huán)保部對(duì)《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 4287—2012)做出修改，印染行業(yè)接管和直排廢水銻的排放濃度為100 μg/L。江蘇省吳江地區(qū)為我國(guó)化纖產(chǎn)品染色加工主要聚集地，廢水排放銻超標(biāo)嚴(yán)重，而鐵鹽對(duì)廢水中的銻具有比較好的去除效果[3-4]。筆者以吳江區(qū)某印染企業(yè)廢水為研究對(duì)象，研究了聚合硫酸鐵對(duì)印染廢水中銻的去除情況。

1 材料和方法

1.1 原水水質(zhì)

原水為某印染企業(yè)車(chē)間實(shí)際生產(chǎn)廢水，各車(chē)間水質(zhì)水量如表1所示。堿減量廢水與退漿廢水單獨(dú)收集處理，染色廢水與漂洗廢水在調(diào)節(jié)池混合后集中處理。

表1 吳江區(qū)某印染企業(yè)水質(zhì)及水量情況(10 d平均值)

1.2 試劑儀器

試劑：聚合硫酸鐵為工業(yè)級(jí)水處理劑，成分如表2所示，符合GB 14591—2006標(biāo)準(zhǔn)要求；工業(yè)硫酸(30%)；液堿(30%)；非離子聚丙烯酰胺(PAM)。

表2 聚合硫酸鐵成分

儀器：PF型原子熒光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限公司)，pH S-3C型精密酸度計(jì)。

1.3 檢測(cè)指標(biāo)及方法

COD：按照GB 11914—89化學(xué)需氧量的測(cè)定方法進(jìn)行。

銻濃度：按照HJ 694—2014水質(zhì)汞砷硒鉍銻的測(cè)定方法進(jìn)行。

1.4 工藝選擇

為保證印染廢水COD和銻都能達(dá)標(biāo)排放，對(duì)廢水實(shí)施分質(zhì)分流處理，工藝流程如圖1所示。

圖1 印染廢水處理流程圖

堿減量廢水和退漿廢水加酸pH至2.0～3.0，與調(diào)節(jié)池廢水混合加入聚合硫酸鐵及PAM，進(jìn)入氣浮池，氣浮池出水加液堿調(diào)節(jié)pH值至7.0后進(jìn)入水解酸化池，然后進(jìn)入好氧池，二沉池出水再加聚合硫酸鐵及PAM進(jìn)入三沉池，沉淀出水加液堿調(diào)節(jié)pH值至6.0～7.0后排放。

2 結(jié)果與討論

2.1 氣浮處理效果

氣浮處理效果主要考察出水COD和銻濃度兩個(gè)指標(biāo)。根據(jù)工藝流程，堿減量廢水加酸酸析后與調(diào)節(jié)池廢水混合后進(jìn)入氣浮池處理，混合后水質(zhì)如表3所示。

表3 調(diào)節(jié)池與酸析后堿減量水混合后水質(zhì)

2.1.1 加藥量對(duì)氣浮出水的影響

聚合硫酸鐵的加藥量以藥劑量與污水量的比值計(jì)算(‰)，加藥量對(duì)出水水質(zhì)的影響如圖2所示。隨著加藥量的增加，COD與銻的去除率都有所增加，加藥量為0.6‰時(shí)，銻的去除率達(dá)到最大為85%，COD去除率為52%。隨著加藥量進(jìn)一步增大，銻和COD的去除率都有所下降，原因是聚合硫酸鐵偏酸性，加藥量超過(guò)0.6‰時(shí)，水質(zhì)pH值有所下降，pH值低于一定數(shù)值時(shí)，聚合硫酸鐵水解后產(chǎn)生的絮凝體變得細(xì)小，絮凝性變差，吸附能力降低，氣浮池出水中帶有細(xì)小的絮凝性懸浮物，導(dǎo)致出水COD和銻的去除率都有所下降。

2.1.2 pH值對(duì)去除率的影響

加藥量為0.6‰時(shí)后氣浮池pH值為6.0，為進(jìn)一步考察pH值對(duì)兩個(gè)指標(biāo)的影響，維持0.6‰加藥量不變，加藥后使用硫酸和液堿調(diào)節(jié)pH，結(jié)果如圖3所示。在pH值低于3.5時(shí)，pH值對(duì)兩個(gè)指標(biāo)去除率影響較大，原因?yàn)樵趐H值較低的時(shí)候，聚合硫酸鐵的絮凝效果很差，吸附能力低，銻和COD的去除率較低。pH值在3.5～5.0范圍內(nèi)，pH值變化對(duì)銻和COD的去除效果影響不明顯，因?yàn)樵诖朔秶鷥?nèi)，聚合硫酸鐵絮凝效果較好，吸附能力強(qiáng)，且出水濁度低，對(duì)銻和COD具有較高的去除率。pH值大于5.0時(shí)，銻的去除率下降不明顯，而COD去除率下降很快，原因是印染廢水中含有部分堿減量廢水，堿減量廢水含有對(duì)苯二甲酸鈉，在偏酸性條件下，轉(zhuǎn)化為不溶于水的對(duì)苯二甲酸，從廢水中分離后降低了廢水中的COD。隨著堿性的升高，對(duì)苯二甲酸鈉轉(zhuǎn)化為對(duì)苯二甲酸的比例減少，出水中溶解的對(duì)苯二甲酸鈉比例升高，導(dǎo)致COD的去除率降低。

圖2 加藥量對(duì)氣浮出水COD和銻去除率的影響 圖3 pH對(duì)氣浮出水COD和銻去除率的影響

從經(jīng)濟(jì)性和去除效果兩方面考慮，控制氣浮池聚合硫酸鐵的投加量為0.6‰，用硫酸調(diào)節(jié)pH值在5.5左右，連續(xù)運(yùn)行15 d，COD和銻的去除率如圖4所示。銻的平均去除率在84%，出水平均銻濃度為117.96 μg/L。COD去除率在49.8%，平均COD濃度為1 007.44 mg/L。

2.2 二級(jí)絮凝處理效果

氣浮出水加液堿調(diào)節(jié)pH值至7.0左右，經(jīng)水解酸化和好氧生化處理后，二沉池銻濃度基本無(wú)變化，平均濃度為115 μg/L，生化出水平均COD為96 mg/L，pH值為7.6。對(duì)二沉池出水加聚合硫酸鐵和PAM進(jìn)行絮凝后進(jìn)入三沉池，上清液即為排放水。考察投加量和pH值對(duì)銻以及COD的去除率影響。

2.2.1 原水pH及聚合硫酸鐵投加比例對(duì)銻去除率的影響

通過(guò)調(diào)整原水pH值和聚合硫酸鐵投加比例，考察不同加藥量情況下對(duì)銻和COD去除效果的影響，結(jié)果如圖5所示。隨著原水pH值的提高，銻的去除率也隨之提高，pH=8.5時(shí)去除率最高達(dá)到93%，此時(shí)聚合硫酸鐵的投加比例為0.8‰，出水pH值為6.04。進(jìn)一步增加投藥量比例，銻去除率開(kāi)始下降，原因?yàn)閜H=6.0左右時(shí)，聚合硫酸鐵絮凝性和沉降性能最佳，出水濁度低，提高投加比例，出水pH值開(kāi)始降低至6.0以下，濁度增加，影響了銻的去除。原水pH=9.0時(shí)銻的最高去除率依然為93%，可見(jiàn)當(dāng)pH>8.5時(shí)，隨著原水pH值和加藥量的提高，銻的去除率不能進(jìn)一步提高。

圖4 氣浮池連續(xù)運(yùn)行15 d出水COD和銻去除率 圖5 pH對(duì)沉淀池出水銻去除率的影響

2.2.2 原水pH及聚合硫酸鐵投加比例對(duì)COD去除率的影響

pH對(duì)沉淀池出水COD去除率的影響如圖6所示。不同原水pH值條件下，隨著投加量的增加，COD去除率都有所增加，且原水pH越高，COD最大去除率也越高。在pH=7.5時(shí)，COD最大去除率可達(dá)50%，當(dāng)原水pH>7.5時(shí)，COD最大去除率不能進(jìn)一步提高，最高為50%。當(dāng)COD去除率達(dá)到50%時(shí)，聚合硫酸鐵的投加比例約為0.5‰。進(jìn)一步增加投加比例，COD去除率略有降低，原因?yàn)槎脸爻鏊瓹OD本身較低，大部分COD隨著絮體的沉降而去除，投加比例升高導(dǎo)致的濁度升高對(duì)COD的影響不大。

生化出水pH值為7.6，按聚合硫酸鐵投加比例為0.5‰時(shí)，連續(xù)運(yùn)行15 d，絮凝沉淀處理對(duì)COD和銻的去除率如圖7所示。銻平均去除率約為80%，COD平均去除率約為50%。排放水平均銻濃度為23 μg/L，平均COD為48 mg/L，滿(mǎn)足排放水要求，不需要對(duì)原水進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)。

圖6 pH對(duì)沉淀池出水COD去除率的影響 圖7 沉淀池連續(xù)運(yùn)行15 d出水COD和銻去除率

3 結(jié) 語(yǔ)

采用絮凝氣浮-水解酸化(厭氧)-活性污泥-絮凝沉淀工藝處理印染廢水，絮凝劑為聚合硫酸鐵，一級(jí)絮凝聚合硫酸鐵投加比例為0.6‰，加藥后調(diào)整廢水pH值為5.5，銻和COD的去除率分別為84%和49.8%；二級(jí)絮凝沉淀聚合硫酸鐵投加比例0.5‰，銻和COD的去除率分別為80%和50%，最終排放水銻濃度為23 μg/L、COD為48 mg/L。通過(guò)調(diào)整pH值，保證出水濁度低，可以適當(dāng)增加聚合硫酸鐵的投加量，進(jìn)一步提高銻的去除率，最高可達(dá)93%，但COD去除率提高不明顯。