聚合硫酸铁去除印染废水中锑的研究.pdf

第33卷第4期2023年12 月洛阳理工学院学报（自然科学版）Journal of Luoyang Institute of Science and Technology(Natural Science Edition)Vol.33No.4Dec.2023聚合硫酸铁去除印染废水中锑的研究龚忆平，江娜2*（1.苏州市供排水管理处，江苏苏州2 150 0 4；2.安徽建筑大学环境与能源工程学院，安徽合肥2 30 6 0 1)摘要：以聚合硫酸铁作为絮凝剂处理化纤染色含锑废水，考察了投加量、pH值对锑以及COD去除率的影响，确定了废水处理工艺为絮凝气浮-水解酸化（厌氧）-活性污泥-絮凝沉淀。一级絮凝处理锑的去除率在8 5%左右，絮凝剂的投加比例为1.1%o。处理后废水排放COD为48 mg/L，锑浓度为2 3g/L，可以保证达标排放。关键词：聚合硫酸铁；印染废水；锑去除D0I:10.3969/j.issn.1674-5043.2023.04.002中图分类号：X703.1全世界90%聚酯纤维在生产时添加三氧化二锑、醋酸锑、或乙二醇锑作为酯化聚合反应的催化剂1-2 。在染色过程中，聚酯纤维中残留的锑经过碱减量、退浆、高温上色等工艺被转移到印染废水中。2015年4月环保部对纺织染整工业水污染物排放标准（GB4287一2 0 12）做出修改，印染行业接管和直排废水锑的排放浓度为10 0 g/L。江苏省吴江地区为我国化纤产品染色加工主要聚集地，废水排放锑超标严重，而铁盐对废水中的锑具有比较好的去除效果3-4。笔者以吴江区某印染企业废水为研究对象，研究了聚合硫酸铁对印染废水中锑的去除情况。1材料和方法1.1原原水水质原水为某印染企业车间实际生产废水，各车间水质水量如表1所示。碱减量废水与退浆废水单独收集处理，染色废水与漂洗废水在调节池混合后集中处理。废水类型锑/(g L-)碱减量+退浆1502染色604漂洗3001.2试剂仪器试剂：聚合硫酸铁为工业级水处理剂，成分如表2 所示，符合GB14591一2 0 0 6 标准要求；工业硫酸（30%）；液碱（30%）；非离子聚丙烯酰胺（PAM）。全铁含量/%pH值(1%水溶液）11.02.5仪器：PF型原子荧光光度计（北京普析通用仪器有限公司），pHS-3C型精密酸度计。收稿日期：2 0 2 3-0 7-2 1作者简介：龚忆平（198 1-），女，江苏苏州人，本科，工程师，主要从事水环境综合治理方面的研究E-mail:通讯作者：江娜（1995-），女，安徽安庆人，在读硕士研究生，主要从事水污染处理方面的研究.E-mail:文献标识码：A表1吴江区某印染企业水质及水量情况（10 d平均值）表2 聚合硫酸铁成分密度/(gcm)盐基度/%还原性物质（以Fe2+计）/%1.4512文章编号：16 7 4-50 43(2 0 2 3)0 4-0 0 0 4-0 4COD/(mg L)10524853326水量/(td)1 0002.0003 0000.1不溶物/%0.3第4期龚忆平，等：聚合硫酸铁去除印染废水中锑的研究51.3检测指标及方法COD：按照CB1191489化学需氧量的测定方法进行。锑浓度：按照HJ694一2 0 14水质汞砷硒铋锑的测定方法进行。1.4 工艺选择为保证印染废水COD和锑都能达标排放，对废水实施分质分流处理，工艺流程如图1所示。碱减量废水+退浆废水调节池硫酸PFS+PAM气浮池液碱水解酸化生化池+-1液碱排放图 1印染废水处理流程图碱减量废水和退浆废水加酸pH至2.0 3.0，与调节池废水混合加人聚合硫酸铁及PAM，进人气浮池，气浮池出水加液碱调节pH值至7.0 后进入水解酸化池，然后进人好氧池，二沉池出水再加聚合硫酸铁及PAM进入三沉池，沉淀出水加液碱调节pH值至6.0 7.0 后排放。2 结果与讨论2.1气浮处理效果气浮处理效果主要考察出水COD和锑浓度两个指标。根据工艺流程，碱减量废水加酸酸析后与调节池废水混合后进人气浮池处理，混合后水质如表3所示。COD/(mg L-)pH1 9869.22.1.1加药量对气浮出水的影响聚合硫酸铁的加药量以药剂量与污水量的比值计算（%），加药量对出水水质的影响如图2 所示。随着加药量的增加，COD与锑的去除率都有所增加，加药量为0.6%o时，锑的去除率达到最大为8 5%，COD去除率为52%。随着加药量进一步增大，锑和COD的去除率都有所下降，原因是聚合硫酸铁偏酸性，加药量超过0.6%时，水质pH值有所下降，pH值低于一定数值时，聚合硫酸铁水解后产生的絮凝体变得细小，絮凝性变差，吸附能力降低，气浮池出水中带有细小的絮凝性悬浮物，导致出水COD和锑的去除率都有所下降。2.1.2pH 值对去除率的影响加药量为0.6%o时后气浮池pH值为6.0，为进一步考察pH值对两个指标的影响，维持0.6%加药量不变，加药后使用硫酸和液碱调节pH，结果如图3所示。在pH值低于3.5时，pH值对两个指标去除率影响较大，原因为在pH值较低的时候，聚合硫酸铁的絮凝效果很差，吸附能力低，锑和COD的去除率较低。pH值在3.5 5.0 范围内，pH值变化对锑和COD的去除效果影响不明显，因为在此范围内，聚合硫酸铁絮凝效果较好，吸附能力强，且出水浊度低，对锑和COD具有较高的去除率。pH值大于5.0 时，锑的去除率下降不明显，而COD去除率下降很快，原因是印染废水中含有部分碱减量废水，碱减量废水含有对苯二甲酸钠，在偏酸性条件下，转化为不溶于水的对苯二甲酸，从废水中分离后降低了废水中的COD。随着碱性的升高，对苯二甲酸钠转化为对苯二甲酸的比例减少，出水中溶解的对苯二甲酸钠比例升PFS+PAM三沉池表3调节池与酸析后碱减量水混合后水质锑浓度/(gL-)720二沉池6高，导致COD的去除率降低。100806020F0.0 0.1 0.2 0.30.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1图2 加药量对气浮出水 COD 和锑去除率的影响从经济性和去除效果两方面考虑，控制气浮池聚合硫酸铁的投加量为0.6%o，用硫酸调节pH值在5.5左右，连续运行15d，CO D 和锑的去除率如图4所示。锑的平均去除率在8 4%，出水平均锑浓度为117.96g/L。CO D 去除率在49.8%，平均 COD浓度为10 0 7.44mg/L。2.2二级絮凝处理效果气浮出水加液碱调节pH值至7.0 左右，经水解酸化和好氧生化处理后，二沉池锑浓度基本无变化，平均浓度为115g/L，生化出水平均COD为96 mg/L，p H 值为7.6。对二沉池出水加聚合硫酸铁和PAM进行絮凝后进入三沉池，上清液即为排放水。考察投加量和pH值对锑以及COD的去除率影响。2.2.1原水 pH及聚合硫酸铁投加比例对锑去除率的影响通过调整原水pH值和聚合硫酸铁投加比例，考察不同加药量情况下对锑和COD去除效果的影响，结果如图5所示。随着原水pH值的提高，锑的去除率也随之提高，pH=8.5时去除率最高达到93%，此时聚合硫酸铁的投加比例为0.8%o，出水pH值为6.0 4。进一步增加投药量比例，锑去除率开始下降，原因为pH=6.0左右时，聚合硫酸铁絮凝性和沉降性能最佳，出水浊度低，提高投加比例，出水pH值开始降低至6.0 以下，浊度增加，影响了锑的去除。原水pH=9.0时锑的最高去除率依然为93%，可见当pH8.5时，随着原水pH值和加药量的提高，锑的去除率不能进一步提高。100pH=6.090pH=6.5808070%/率湖60605040403020一锑去除率一COD去除率0345678910111213141516运行时间/d图4气浮池连续运行15d出水COD和锑去除率2.2.2原水 pH及聚合硫酸铁投加比例对 COD 去除率的影响pH对沉淀池出水COD去除率的影响如图6 所示。不同原水pH值条件下，随着投加量的增加，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时，COD最大去除率可达50%，当原水pH7.5时，COD最大去除率不能进一步提高，最高为50%。当COD去除率达到50%时，聚合硫酸铁的投加比例约为O.5%o。进一步增加投加比例，COD去除率略有降低，原因为二沉池出水COD洛阳理工学院学报（自然科学版）10080F%率潮￥6040+锑去除率-COD去除率聚合硫酸铁投加比例/%o第33卷锑去除率一COD去除率201.02.03.04.05.06.07.08.09.0 10.0pH值图3pH对气浮出水 COD和锑去除率的影响100pH-7.0pH=7.5pH=8.0pH=8.5pH=9.%20100L0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1聚合硫酸铁投加比例/%图 5 pH 对沉淀池出水去除率的影响第4期本身较低，大部分COD随着絮体的沉降而去除，投加比例升高导致的浊度升高对COD的影响不大。生化出水pH值为7.6，按聚合硫酸铁投加比例为0.5%o时，连续运行15d，絮凝沉淀处理对COD和锑的去除率如图7 所示。锑平均去除率约为8 0%，COD平均去除率约为50%。排放水平均锑浓度为23g/L，平均COD为48 mg/L，满足排放水要求，不需要对原水进行pH值调节。606.06.5507.07.58.0408.59.0302010F00.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1图 6 pH 对沉淀池出水 COD 去除率的影响3结语采用絮凝气浮-水解酸化（厌氧）-活性污泥-絮凝沉淀工艺处理印染废水，絮凝剂为聚合硫酸铁，一级絮凝聚合硫酸铁投加比例为0.6%o，加药后调整废水pH值为5.5，锑和COD的去除率分别为8 4%和49.8%；二级絮凝沉淀聚合硫酸铁投加比例0.5%o，锑和COD的去除率分别为8 0%和50%，最终排放水锑浓度为2 3g/L、CO D 为48 mg/L。通过调整pH值，保证出水浊度低，可以适当增加聚合硫酸铁的投加量，进一步提高锑的去除率，最高可达93%，但COD去除率提高不明显。参考文献：1沈国良，徐铁军，傅承碧，等.聚酯用锑系催化剂的研究与应用进展J.精细石油化工进展,2 0 0 2(6)：2 5-2 7.2萧斌，王丽苹，杨先贵，等.聚酯催化剂的研究进展J.化学试剂，2 0 10,32(3）：2 2 3-2 2 6.3】杨长明，王汉宇.铁盐对锑选矿废水中五价锑的吸附性能及参数优化J.安全与环境学报,2 0 2 0,2 0(6）：2 358-2 36 1.【4】姚萌，冉治霖，卢文静，等.铁盐絮体预负载-超滤除锑（V)效能研究J.中国环境科学,2 0 2 0,40(9)：38 31-38 34.2.College of Environment and Energy engineering,Anhui Jianzhu University,Hefei 230601,China)Abstract:Polyferric sulfate was used as flocculant to treat antimony wastewater from chemical fibre dyeing.The effects of dosage and pHvalue on antimony and COD removal rate were investigated.The wastewater treatment process includes flocculation air floating-hydrolyt-ic,acidification(anaerobic),activated sludge and flocculation precipitation.The removal rate of antimony in primary flocculationtreatment is about 85%,and the total flocculant dosage ratio is 1.1%o.After treatment,the COD of wastewater discharge is 48 mg/Land the concentration of antimony is 23 g/L,which can ensure the discharge standard.Keywords:PFS;printing and dyeing wastewater;antimony龚忆平，等：聚合硫酸铁去除印染废水中锑的研究6聚合硫酸铁投加比例/%运行时间/d图 7 沉淀池连续运行 15d出水 COD 和锑去除率Research on Removal of Antimony from Printing and Dyeing Wastewater by Polyferric SulfateGONG Yiping,JIANG Na?*(1.Suzhou Water Supply and Drainage Management Office,Suzhou 215004,China;790807060%30201002345一锑去除率-COD去除率89 10 11 12 13 1415 16（责任编辑：翟智卫）