粉煤灰处理印染废水新方法的探讨.pdf

粉煤灰处理印染废水新方法的探讨 金文杰王晓兰菲菲 辽宁科技大学化工学院， 辽宁 鞍山 114051 摘要 研究粉煤灰处理印染废水方法， 包括粉状粉煤灰直接吸附处理印染废水和颗粒粉煤灰处理印染废水， 并且与颗 粒活性炭处理印染废水进行对比试验。粉状粉煤灰处理后印染废水 COD 和色度都达到了 GB4287 － 92纺织染整工 业水污染物排放标准 的一级排放标准， 其中 COD 达 DB21 /1627 － 2008辽宁省污水综合排放标准 。颗粒粉煤灰处 理后的印染废水达 GB4287 － 92 的一级排放标准， 但未达到 DB21 /1627 － 2008 排放标准。在试验条件接近或相同的 情况下， 粉煤灰对 COD 值和色度值的处理效果均优于颗粒活性炭。 关键词 印染废水; 粉煤灰; 活性炭; 吸附; 颗粒 DISCUSSION ON A NEW OF TREATING PRINTING AND DYEING WASTEWATER BY FLY ASH Jin WenjieWang XiaoLan Feifei School of Chemical Engineening， University of Science and Technology in Liaoning，Anshan 114051，China AbstractIt was studied s of treating printing waste water by fly ash. The s were that the wastewater was directed adsorbed by powdery fly ash，treated by granular fly ash，which was compared with that by activated carbon. The COD and the colority of the treated wastewater by powdery fly ash could meet the first-order of “Discharge Standard of Water Pollutants for Dyeing and Finishing of Textile Industry” GB4287 － 92 ，and the COD could also meet the first-order of “Integrated Wastewater Discharge Standard of Liaoning Province ” DB21 /1627 － 2008 . The COD and the colority of the treated wastewater by granular fly ash could meet the first-order of GB4287 － 92，but they could not meet DB 21 /1627 － 2008. In the same conditions or similar conditions，the COD and the colority of the treated wastewater by fly ash were better than those by activated carbon. Keywordsprinting and dyeing wastewater;fly ash;activated carbon;adsorption;granular 0引言 印染废水具有水量大、 有机污染物含量高、 色度 高、 碱性大等特点， 属难处理的工业废水。目前国内 比较常用的印染污水处理工艺， 一般采用生化为主， 物化为辅的组合工艺， 一般难以达到 GB4287 － 92 纺 织染 整 工 业 水 污 染 物 排 放 标 准 一 级 标 准，即 ρ COD ≤100 mg/L、 色 度 ≤50 倍， 多 数 企 业 出 水 COD 浓度在二级排放标准左右， 即出水 ρ COD 在 180 mg/L 左右， 因此出水需要进一步处理。但是目 前辽宁省要求执行更加严格的标准。本课题采用粉 煤灰进一步处理某厂印染废水经生化处理后的出水， 以期达到 GB4287 － 92， 即 ρ COD ≤100 mg/L、 色度 ≤50 倍， 进一步达到 DB21 /1627 － 2008辽宁省污水 综合 排 放 标 准 ， 即 ρ COD≤ 50 mg/L、 色 度 ≤ 30 倍。 1试验材料 试验采用某印染厂生化出水， 水质 pH 为 7. 8， ρ COD 为 130 mg/L， 色度为 350 倍。 粉煤灰取自某发电厂， 外观呈灰白色细微粉末 状， 密度为 1. 92 ～ 2. 33 g/cm3， 松散干密度为 400 ～ 650 kg/m3， 比表面积为 200 ～ 580 m2/g。主要成分见 表 1。颗粒粉煤灰自制， 颗粒直径为 5 mm。活性炭 采用果壳活性炭， 颗粒直径为 1 ～ 3 mm。混凝剂为聚 合氯化铝、 聚丙烯酰胺。 表 1粉煤灰化学组成 SiO2Al2O3Fe2O3 CaOMgO SO3Na2OK2O 50. 627. 27. 02. 81. 20. 30. 51. 3 82 环境工程 2010 年 10 月第 28 卷第 5 期 2试验内容 研究路线分 3 步 一是采用粉状粉煤灰直接吸 附， 在废水中直接投加药品， 利用粉煤灰的孔隙率高 以及含有一些溶于水可以形成絮凝的金属氧化物的 特点， 处理印染废水; 二是采用吸附柱吸附， 将颗粒粉 煤灰置于吸附柱内， 不断循环废水， 使废水流经颗粒 化粉煤灰的表面发生一定的吸附， 颗粒化粉煤灰中的 一些成分的溶解也会促进印染废水的处理; 三是采用 颗粒活性炭作对比试验， 在试验条件与颗粒化粉煤灰 的试验条件接近相同的情况下， 比较它们对印染废水 的处理效果。 2. 1粉状粉煤灰直接吸附 在直接吸附的试验中， 试验分别采取了单独使用 粉煤灰处理废水的方案、 粉煤灰和聚合氯化铝联合使 用处理废水的方案以及粉状粉煤灰、 聚合氯化铝和聚 丙烯酰胺联合处理印染废水的方案。考察因素为粉 状粉煤灰的用量， 粉状粉煤灰的粒度， 聚合氯化铝的 用量， 聚丙烯酰胺的用量， pH 值， 搅拌时间等因素。 2. 2颗粒粉煤灰吸附柱试验 吸附柱试验是在吸附装置中进行的。取试验水 样 1 000 mL， 在填有颗粒化粉煤灰的吸附装置中循环 试验装置简图见图 1 ， 吸附柱填料的径高比为 1∶ 2， 循环泵流速为 600 mL/min， 在试验开始 6 h 后， 每 隔 2 h 取水样， 检测 COD 和色度。 1吸附剂; 2吸附柱; 3铁架台; 4布水板; 5支撑板; 6水阀; 7储水槽; 8导管; 9循环水泵 图 1吸附柱试验装置 2. 3颗粒活性炭对比试验 本试验采用了颗粒活性炭搅拌吸附和吸附柱吸 附。搅拌吸附是将活性炭投加到废水中， 进行搅拌， 反应一定时间检测 COD 和色度。吸附柱吸附类同于 颗粒粉煤灰的吸附柱试验， 只是将颗粒粉煤灰换为颗 粒活性炭。 3试验结果与讨论 3. 1粉状粉煤灰直接吸附试验结果 通过单独投加粉状粉煤灰的试验和投加粉煤灰 与聚合氯化铝联合处理的试验， 处理废水取得了一定 的效果， 但是效果不够理想。当粉状粉煤灰、 聚合氯 化铝和聚丙烯酰胺 3 种混凝剂一起加入处理试验水 样后， 色度和 COD 的去除效果较好。试验得出最佳 试验条件为 投加粉煤灰的量为 0. 9 g/L， 聚合氯化铝 为 10 g/L ， 聚丙烯酰胺为 30 mg/L， pH 值为 9， 搅拌 时间 为 4 min，粉 煤 灰 的 粒 度 为 160 ～ 180 目。 ρ COD由 130 mg/L 降 为 23. 6 mg/L， 去 除 率 为 81. 8 ， 色度由 350 倍降为 45 倍， 去除率为 88. 6 。 3. 2颗粒粉煤灰吸附柱试验结果 颗粒粉煤灰吸附柱试验结果见表 2。 表 2颗粒粉煤灰吸附柱试验结果 吸附时间 / h ρ COD / mgL － 1 COD 去除率 / 色度 / 倍 色度去除率 / 6120. 87. 13402. 9 8110. 215. 23305. 7 1094. 527. 330014. 3 1294. 527. 320042. 8 1486. 633. 415057. 1 1686. 633. 410071. 4 1878. 739. 56082. 9 2078. 739. 55085. 7 2278. 739. 55085. 7 由表 2 可以看出， 废水 COD 和色度的去除率随 颗粒粉煤灰在吸附柱中循环吸附时间的增长而增大， 且色度去除效果很明显， 试验时还可以观察到颗粒粉 煤灰的颜色随着吸附时间的增大而加深。当吸附时 间达到 20 h 时， 处理后的废水 ρ COD 从 130 mg/L 降到 78. 7 mg/L， 色度从原来的 350 倍降到 50 倍， 达 GB4287 － 92 一级标准， 但未达到 DB21 /1627 － 2008 标准。 3. 3颗粒活性炭对比试验结果 在颗粒活性炭搅拌吸附试验中， 分别对活性炭的 用量、 pH 值和搅拌吸附的时间这 3 个因素进行了考 察， 当每 100 mL 水样中投加活性炭的用量为 4 g， pH 4， 搅拌吸附时间为 140 min 时处理的效果最好， 处理印 染废水的 ρ COD 从 130 mg/L 降到 47. 2 mg/L， 去除 率为 63. 7 ， 色度从原来的 350 倍降到 50 倍， 去除率 为 85. 7 。 92 环境工程 2010 年 10 月第 28 卷第 5 期 在颗粒活性炭吸附柱试验中， 在投加量相近， 其 他条件与颗粒化粉煤灰相同的条件下， 试验结果见 表 3。 表 3颗粒活性炭吸附柱试验结果 吸附时间 / h ρ COD / mgL － 1 COD 去除率 / 色度 / 倍 色度去除率 / 698. 424. 315057 890. 230. 615057 1082. 036. 912065. 7 1273. 843. 210071. 4 1490. 230. 610071. 4 1690. 230. 69074. 3 1890. 230. 69074. 3 2090. 230. 68077. 1 2290. 230. 68077. 1 在吸附时间达 20 h 时， 处理后出水的色度从 350 倍降 到 80 倍， 色 度 去 除 率 为 77. 1 ， ρ COD从 130mg/L 降到 90. 2 mg/L， 去除率为 30. 6 。20 h 后 废水的 COD 和色度没有变化， 活性炭吸附已达到 饱和。 4结论 1通过粉状粉煤灰直接吸附试验和颗粒活性炭 搅拌吸附试验的对比可以得出 粉煤灰与 PAC 和 PAM 联合处理试验水样后， 废水 ρ COD 从原来的 130 mg/L 降至 23. 6 mg/L， COD 的去除率为 81. 8 ， 色度从原来的 350 倍降到 45 倍， 色度的去除率为 88. 6 ; 而颗粒活性炭搅拌吸附试验中试验水样的 ρ COD 从 130 mg/L 降至 47. 2 mg/L， COD 的去除率 为 63. 7 ， 色度从原来的 350 倍降到 50 倍， 色度去除 率为 85. 7 。粉煤灰与 PAC 和 PAM 联合处理的效 果优于颗粒活性炭搅拌吸附试验， 处理后试验水样的 COD 和色度都达到了 GB4287 － 92 的一级排放标准， 但对于 DB21 /1627 － 2008 标准 COD 达标， 而色度未 达标。 2对比颗粒粉煤灰的吸附柱试验与颗粒活性炭 吸附柱吸附试验可以得出 颗粒粉煤灰在循环吸附时 间为 20 h 时， 处理后的试验水样 ρ COD 从 130 mg/ L 降至 78. 7 mg/L， 去除率为 39. 5 ， 废水色度从原 来的 350 倍降到 50 倍， 去除率为 85. 7 。颗粒活性 炭的吸附柱吸附试验中 ρ COD 从 130 mg/L 降到 90. 2 mg/L， 去除率为 30. 6 ， 色度从 350 倍降到 80 倍， 去除率为 77. 1 。颗粒粉煤灰的吸附柱试验处 理印染废水效果好于颗粒活性炭， 达 GB4287 － 92 的 一级 排 放 标 准。虽 然 COD、 色 度 指 标 都 未 达 到 DB21 /1627 － 2008 标准， 但是颗粒粉煤灰有利于进行 灰水分离和后续粉煤灰的处理、 运输等， 具有一定的 实际意义， 并且还存在着一定的改进空间。颗粒粉煤 灰为粉煤灰的广泛利用提供了一种可行之路。 5粉煤灰处理印染废水的应用展望 目前， 粉煤灰深度处理印染废水的方法有 1 作 为吸附剂直接处理印染废水; 2 粉煤灰作为助凝剂 使用; 3 制作粉煤灰基混凝剂粉煤灰在印染废水处 理中应用。 国内外应用粉状粉煤灰处理印染废水处于研究 和应用阶段， 有些技术已应用到工业实践中， 但是在 技术推广过程中还是面临很多问题， 例如灰水分离问 题， 吸附饱和灰的最终处置问题及如何提高粉煤灰吸 附容量的问题等。本试验采用自制颗粒粉煤灰处理 印染废水取得了很好的处理效果， 使处理后的废水指 标完全符合 GB4287 － 92 一级标准， 而且能够解决粉 状粉煤灰处理时出现的灰水分离问题， 工艺流程简单 且适合工业化应用。 颗粒粉煤灰作为一种新型的废水处理剂， 原料来 源广泛， 价格低廉， 操作简单， 并以废治废、 节约资源， 因此， 有一定的应用潜力和前景。利用粉煤灰研究开 发新型工业废水净水剂， 将其应用到环境污染治理 中， 如能够解决吸附饱和颗粒的最终处置问题， 其利 用领域必将得到进一步拓展。 作者通信处金文杰114051辽宁科技大学化工学院环境工程系 E- mailjinwenxianzi1994 sina. com 2010 － 01 － 07 收稿 03 环境工程 2010 年 10 月第 28 卷第 5 期