山 东 化 工 收稿日期：２０１８－０３－１６作者简介：周 玲（１９８９—），女，浙江杭州人，工艺工程师，主要从事废水处理工艺设计。
活性炭深度处理印染废水的研究周 玲１，张燕南２，吴 昊１，张天瑞１（１．浙江一清环保工程有限公司，浙江杭州 ３１００１８；２．浙江省杭州中美华东制药股份有限公司，浙江杭州 ３１００１１）摘要：为了减排印染废水的ＣＯＤＣｒ，利用混凝剂和活性炭深度循环处理的工艺技术方案开展印染废水提标的小试研究。
在工艺前端对污水进行混凝初步处理，后续进行活性炭吸附深度处理，并将沉淀进行循环利用。
结果表明，使用ＰＡＣ作为絮凝剂，用量为１０００ｍｇ／Ｌ，粉末状活性炭作为吸附剂，用量为０．６ｇ／Ｌ，在ｐＨ值为８～９的条件下，吸附４０ｍｉｎ，循环处理结果达到要求。
关键词：印染废水；循环处理；混凝；活性炭吸附中图分类号：Ｘ７０３．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）０９－０１７２－０２ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＡｄｖａｎｃｅｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＰｒｉｎｔｉｎｇａｎｄＤｙｅｉｎｇＷａｓｔｅＷａｔｅｒｂｙＵｓｉｎｇＡｃｔｉｖａｔｅｄＣａｒｂｏｎＺｈｏｕＬｉｎｇ１，ＺｈａｎｇＹａｎｎａｎ２，ＷｕＨａｏ１，ＺｈａｎｇＴｉａｎｒｕｉ１（１．ＨａｎｇｚｈｏｕＹｉｑｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１８，Ｃｈｉｎａ；２．ＨａｎｇｚｈｏｕＥａｓｔＣｈｉｎａＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｏｆＳｉｎｏ－ＡｍｅｒｉｃａｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅＣＯＤＣｒｏｆｐｒｉｎｔｉｎｇａｎｄｄｙｅｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｃａｒｒｙｏｕｔａｓｅｒｉｅｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｐｒｉｎｔｉｎｇａｎｄｄｙｅｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙｕｓｉｎｇｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｔｏｍａｋｅｆｕｒｔｈｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｔｒｅａｔｅｄｂｙｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｔｈｅａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ａｎｄｒｅｃｙｃｌｅｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔ．Ｉｎｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｐｕｌｖｅｒｏｕｓａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｗａｓｃｈｏｓｅｎａｓｓｏｒｂｅｎｔａｎｄｔｈｅｄｏｓａｇｅｗａｓ１０００ｍｇ／Ｌ．ＴｈｅＰＡＣｗａｓｃｈｏｓｅｎａｓｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｏｓａｇｅｗａｓ０．６ｇ／Ｌ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆ４０ｍｉｎｏｆａｄｓｏｒｂｔｉｍｅａｎｄｏｆｔｈｅｐＨｗａｓ８～９，ｃｉｒｃｕｌａｒｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｒｅａｔｉｎｇｐｒｉｎｔｉｎｇａｎｄｄｙｅｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ａｎｄｔｈｅｆｉｎａｌｅｆｆｅｃｔｒｅａｃｈｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｓｔａｎｄａｒｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｉｎｔｉｎｇａｎｄｄｙｅｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｃｉｒｃｕｌａｒｐｒｏｃｅｓｓ；ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ；ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ 我国是印染大国，印染工业遍布全国。
而印染业又是污水排放大户，每年产生大量的印染污水，造成环境的严重污染，是国家重点治理对象。
印染废水具有染料种类多、成分复杂、水质变化大等特点，可生化性差，具有较多的悬浮物质，是难处理的工业废水。
目前，常用的处理印染废水的方法有生化法、混凝法、化学氧化法、活性炭吸附以及反渗透等方法［１－４］。
较多的印染厂仅仅采用混凝沉淀进行处理，由于印染废水中含有较多的可溶性有机物，导致混凝后的ＣＯＤＣｒ无法达到国家的排放标准。
本文采用混凝沉淀＋活性炭吸附＋污泥重复利用，在处理后出水达到符合排放要求的前提下，对污泥进行循环利用，降低成本。
目前，常用污水处理技术可将印染废水ＣＯＤＣｒ降至５００ｍｇ／Ｌ，为达到《纺织水整工业污染物排放标准》（ＧＢ４２８７－２０１２）的间接排放标准标准，即ＣＯＤＣｒ≤２００ｍｇ／Ｌ。
１ 材料与方法１．１ 实验水样本研究中含印染废水取自浙江绍兴某印染企业污水站的生化处理系统出水，原水水质ｐＨ值为７．３，ＣＯＤＣｒ为４７９．９ｍｇ／Ｌ。
１．２ 实验试剂与材料试验药剂为聚合氯化铝（ＰＡＣ）、氯化镁、硫酸亚铁、聚合氯化铁（ＰＦＣ）、氯化铝、氯化钙均为工业纯。
试验仪器包括ｐＨ计，ＦＡ２００４型电子天平（常州科源电子仪器有限公司），ＣＪＪ７８－１磁力加热搅拌器（上海君竺仪器制造有限公司），５Ｂ－３（Ｃ）型ＣＯＤＣｒ快速测试仪（连华科技）。
１．３ 实验方法取原水水样测定ＣＯＤＣｒ、ｐＨ值。
在烧杯中加入１Ｌ原水，加入一定量的絮凝剂和活性炭，以６００ｒ／ｍｉｎ搅拌一定的时间，静置分层，取上清测量ＣＯＤＣｒ、ｐＨ值。
ｐＨ值用ｐＨ计进行测量；ＣＯＤＣｒ的含量用重铬酸钾法测定。
２ 结果与讨论２．１ 絮凝剂混凝作用效果２．１．１ 不同絮凝剂作用效果往四组ｐＨ值为７．３，ＣＯＤＣｒ为４７９．７ｍｇ／Ｌ的１Ｌ原水中投加等量絮凝剂各１０００ｍｇ，考察氯化镁、ＰＡＣ、硫酸亚铁、ＰＦＳ和氯化铝五种絮凝剂对原水ＣＯＤＣｒ的去除率，结果见表１。
表１ 不同絮凝剂对印染废水ＣＯＤＣｒ影响絮凝剂ＣＯＤＣｒ／（ｍｇ／Ｌ）ＣＯＤＣｒ去除率／％氯化镁３４２．３２８．６ＰＡＣ２３３．８５１．３硫酸亚铁２６８．７４４．０硫酸亚铁２６８．７４４．０ 由表１得到，１Ｌ印染废水原水絮凝剂投加量为１０００ｍｇ时，氯化镁、ＰＡＣ、硫酸亚铁和氯化铝对ＣＯＤＣｒ去除率分别为２８．６％，５１．３％，４４．０％和３８．５％。
ＰＡＣ对印染废水将ＣＯＤＣｒ的效果较其他絮凝剂高。
ＰＡＣ是含有羟基的聚合物，含有更多的高电荷，具有较强的吸附能力。
在高浓度条件下，形成表面沉淀，使聚化铝转化为氢氧化铝，电中和作用转化为吸附作用［５］。
２．１．２ 投加量对ＣＯＤＣｒ去除率的影响往六组ｐＨ值为７．３，ＣＯＤＣｒ为４７９．７ｍｇ／Ｌ的１Ｌ原水中分别投加ＰＡＣ４００、６００、８００、１０００、１２００和１４００ｍｇ，取经过处理的上清液，测量ＣＯＤＣｒ，结果见表２。
·２７１·ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１８年第４７卷 第９期表２ 投加量对ＣＯＤＣｒ的影响投加量／ｍｇＣＯＤＣｒ／（ｍｇ／Ｌ）ＣＯＤＣｒ去除率／％６００３００．４２８．７６００３００．４２８．７１０００２３８．２４６．２１２００２３６５０．３１４００２３４．５５０．８ 在进行投加量试验中，从４００ｍｇ／Ｌ到１０００ｍｇ／Ｌ，随着ＰＡＣ投加量的增加，废水处理效果明显增加，ＣＯＤＣｒ的去除率从２８．７％增大到５０．３％。
当投加量超过１０００ｍｇ／Ｌ时，ＰＡＣ过饱和，颗粒表面有过多的聚合物分子，颗粒表面已经没有多余的吸附空间而失去架桥的作用，ＣＯＤＣｒ的去除效果已经不明显，说明这个时候絮凝剂的投加量已经过量。
２．１．３ 不同ｐＨ值对ＣＯＤＣｒ的影响不同工艺产生的染料废水ｐＨ值不同，对于絮凝沉淀，可通过寻找最佳ｐＨ值达到最佳的絮凝效果，以减少絮凝剂的投放量，减少工艺成本。
本实验采用ＮａＯＨ和Ｈ２ＳＯ４调节废水ｐＨ值。
分别投加等量１０００ｍｇ／Ｌ絮凝剂于水样中，测量ＣＯＤＣｒ，测定结果见表３。
表３ ｐＨ值对ＣＯＤＣｒ的影响ｐＨ值ＣＯＤＣｒ／（ｍｇ／Ｌ）ＣＯＤＣｒ去除率／％６２５８．７４６．１６２５８．７４６．１８２３４．２５１．２９２３３．４５１．３１０２３５．６５０．９ 从表３得到，使用ＰＡＣ作为絮凝剂，ｐＨ值在８～９之间去除ＣＯＤＣｒ的效果较好。
ＰＡＣ在水解的过程中会释放出Ｈ＋，所以在碱性的条件下，絮凝反应速率远快于酸性条件。
随着ｐＨ值的增加，ＣＯＤＣｒ的去除效果逐渐增强，沉淀速率也不断加快。
当ｐＨ值超过最佳值，沉淀速率没有较大变化，ＣＯＤＣｒ的去除率有所下降。
２．２ 活性炭吸附效果活性炭是最早应用也是最优良的吸附剂，其表面的多孔结构和巨大的比表面积，使活性炭具有很强的吸附作用，对印染废水中的有机物有很好的吸附效果。
所以使用活性炭吸附技术是对城市污水和工业废水深入处理重要的技术［６－７］。
２．２．１ 不同活性炭吸附对ＣＯＤＣｒ的吸附效果往五组ＣＯＤＣｒ为４７９．７ｍｇ／Ｌ的１Ｌ原水中分别投加椰壳、煤质、柱状、果壳和粉末状这五种活性炭，加量均为０．６ｇ，并加入１０００ｍｇ的ＰＡＣ，搅拌时间４０ｍｉｎ。
取经过处理的上清液，测量ＣＯＤＣｒ，结果见表４。
表４ 活性炭种类对ＣＯＤＣｒ的影响活性炭种类ＣＯＤＣｒ／（ｍｇ／Ｌ）ＣＯＤＣｒ去除率／％椰壳２０４．２５７．４煤质２１１．９５５．８柱状２０５．８５７．１果壳２１７．１５４．７粉末１５６．４６７．４ 从表４得到，粉末状活性炭ＣＯＤＣｒ的去除率为６７．４％，远高于椰壳、煤质、果壳和柱状的活性炭。
粉末状活性炭的比表面积远高于另外四种活性炭，所以吸附能力更强，ＣＯＤＣｒ的去除效果更好。
２．２．２ 活性炭不同作用时间往五组ＣＯＤＣｒ为４７９．７ｍｇ／Ｌ的１Ｌ原水中投加粉末活性炭，加量均为０．６ｇ，并加入１０００ｍｇ的ＰＡＣ，搅拌时间分别为１０、２０、３０、４０和５０ｍｉｎ，静置分层。
取上清液，测量ＣＯＤＣｒ，结果见表５。
表５ 反应时间对ＣＯＤＣｒ的影响反应时间／ｍｉｎＣＯＤＣｒ／（ｍｇ／Ｌ）ＣＯＤＣｒ去除率／％１０２０４．８５７．３２０１７７．１６３．１３０１６２．２６６．２４０１５７．４６７．２５０１５７．４６７．２ 从表５得到，在反应时间为４０ｍｉｎ之前，原水的ＣＯＤＣｒ一直在降低，搅拌超过４０ｍｉｎ，ＣＯＤＣｒ没有变化。
说明此时，粉末状活性炭达到了吸附平衡，因此最佳的反应时间为４０ｍｉｎ。
２．３ 沉淀重复利用在印染废水处理过程中，除了要考虑出水ＣＯＤＣｒ情况，还要考虑成本问题。
本实验将考察污泥的重复利用情况。
取一个两升烧杯，加入１Ｌ原水，ＰＡＣ１０００ｍｇ和０．３ｇ粉末活性炭，在用ＮａＯＨ调节ｐＨ值至９，搅拌４０ｍｉｎ，静置分层，倒出上清，并取上清测量ＣＯＤＣｒ。
继续往沉淀中倒入１Ｌ原水，搅拌４０ｍｉｎ，静置分层，倒出上清，并取上清测量ＣＯＤＣｒ。
其余四组实验操作同上，得到结果如图１所示。
图１ 反应时间对ＣＯＤＣｒ的影响（下转第１７６页）·３７１·周 玲，等：活性炭深度处理印染废水的研究山 东 化 工表１ 净化区安全阀参数序号数量形式安装容器名称容器内介质设定压力／ＭＰａＧ安全阀最大泄放量／（ｋｇ／ｈ）１１弹簧式辅助贮氨器氨１．８１８３５２４弹簧式油分器氨１．８１８３５３１弹簧式螺杆冰机进口氨０．４５９６６７４５弹簧式氨冷器顶部氨２８３３５５１弹簧式分离器顶部氨０．５５２３９００ 通过表１可得：螺杆机进口和分离器顶部安全阀设定压力都较低，但分离器顶部安全阀泄放量远远超过螺杆冰机出口安全的泄放量，导致分离器顶部安全阀动背压较高，由于安全阀形式为弹簧式，因此需考虑动背压对安全阀影响，保证动背压不大于设定压力的１０％［４］。