活性染料废水的脱色处理

2018-04-10 05:30:18 青州谭福环保设备有限公司 13

郭丹瑜,孙天竹,吴丹丹,田 月,李修齐

摘要:以活性染料为示范研究工业废水的处理方式,为实际工业生产提供一定的依据。文章通过采用物理、化学方法对活性染料废水进行处理,经实验对比分析找到最佳的脱色条件,脱色率可达80% ~97% ,从而确定相对较为经济、环保、有效的脱色方法,为脱色废水的研究奠定基础。对处理后废水的水质采用不同方法进行含量测定和标准分析,并根据检测废水的处理程度提出其回收再利用的可行性,使得其可以循环利用,达到节能、减排的目的,以实现绿色工业。

随着染料工业的发展,其生产废水已成为主要的水体污染源之一。目前染料已有数万种之多,它们不但具有特定的颜色,而且结构复杂,以高分子络合物为多,结构很难被打破,生物降解性较低,大多都具有潜在毒性;同时,染料行业也属高耗能、高污染产业,据测算,在生产和使用过程中约有10% ~20% 染料释放到水中,按2010年染料生产总量计算,将有7.56—15.12万t染料废水直接进入水体环境 。

活性染料广泛用于棉、麻、丝、毛等纺织物染色,用量大,排污多。本文实验就活性染料染色废水进行研究,分别采用活性炭和保险粉2种方法进行脱色,通过对实验结果的分析对比,来确定相对较为经济、环保、有效的脱色方法,再对处理后的废水进行分析、加工,使得其可以循环利用,达到节能减排的目的。

吸附法是指用多孑L固体(吸附剂)将流体(气体或液体)混合物中一种或多种组分积聚或凝缩在表面进而达到分离目的的方法。活性炭一般由木炭等含炭物质经高温炭化和活化而成,其表面及内部都有细孔,呈相互连通的网状空间结构,具有很大的比表面积。通常情况下活性炭的吸附是物理吸附。保险粉的作用属于化学还原法,主要利用其还原性作用于发色基团,如C— C、C一0、一N===N一、一N0,、一c— s等,坏物质显色分子结构,可将硝基酚中的硝基还原成氨基,破坏发色基团,从而达到脱色效果。以其还原硝基酚为例,反应式为:

ArNO2+3Na2S2O4+4H2O—-~ArNH2+ 6NaHSO3

保险粉具有良好的还原性,而且比较温和,安全性较高。本文实验通过保险粉对染色废水进行脱色,来确定最佳的脱色效果。

1 实 验

1.1 材料及试剂

以Drimaren Red X一2 B. Drimaren OrangeX一3LG,Drimaren Tunquoise CL—B这3种活性染料

模拟废水为研究对象。染色面料为经过退浆、煮沸、漂白的纯棉织物。染色助剂为无机盐、盐酸、碳酸钠、活性炭、保险粉等。

1.2 仪器及设备

HZS—H水浴振荡器(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司),PC2401型紫外可见分光光度计(日本岛津公司),PHS 25 C酸度计、DDSJ.308A型电导率仪、PHS一25型pH计(上海精密科学仪器有限公司)。

1.3 染料废水的制备

以去离子水为介质,使用活性染料对纯棉织物进行常规染色,收集染色及皂洗残液作为染色废水备用。

染色配方:染料5% (owf),氯化钠30~70 g/L,碳酸钠30~35 g/L,浴比1:50。

1.4 染色废水的脱色处理

1.4.1 活性炭脱色

分别取不同颜色的染色废水20 mL,进行正交试验,取活性炭粉末各组分别为0.1、0.4、0.8 g,反应时间分别为20、30、40 rain进行实验。

1.4.2 保险粉脱色

分别取不同颜色的染色废水20 mL,进行正交试验,取保险粉各组分别为0.1、0.4、0.8 g,反应温度分别为20、30、40 cI=进行实验。

1.5 脱色后染色废水的测试

1.5.1 吸光度的测定

用分光光度计分别测定废水原液和脱色废水的吸光度,分析染料的发色基团和芳香环结构的破坏程度。

1.5.2 脱色率的计算

通过测定脱色前后废水的吸光度值,首先计算脱色率,然后分析数据,找到最佳的脱色条件。

n= (A0一A)/A0×100%

式中:叩为脱色率;A。为废水原液的吸光度值;A为脱色后废水吸光度值。

1.5.3 电导率标准曲线的绘制

分别配制不同浓度的无机盐NaC1溶液,用电导率仪测得其电导率,绘制标准曲线,后分别测出染色废水处理前后的电导率值,得出脱色后废液中残留的无机盐浓度,以备脱色废水的再次利用。

1.5.4 废水脱色前后的pH值测定

用pH计测得染色废水处理前后的pH值,作为比较应用,得出溶液的酸碱度是否仍然符合染色的应用。

2 结果与讨论

2.1 活性炭、保险粉使用的最佳条件

为了确定活性炭、保险粉的最佳使用条件,对脱色剂用量、反应温度、反应时间进行试验,因素水平如表1、2所示。
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由表3、4可看出:活性炭在40 g/L,20 min条件下脱色效果最佳。保险粉在40 g/L,40 oC的条件下脱色效果最佳。但是活性炭对Orange X一3LG的脱色效果不是很好,未达到90% ;保险粉对其作用较高,脱色率可达90% 以上。

2.1.2 Red X-2B废水处理

对Red X.2B的实验结果如表5、6所示。
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由表5、6可得出:活性炭在40 g/L,20 min条件下脱色效果最佳。保险粉在40 g/L,40 qC的条件下脱色效果最佳。2种处理方法对Red X一2B脱色作用均较好,最佳脱色率均达95% 以上。

2.1.3 Tunquoise CL-B废水处理

对Tunquoise CL—B的实验结果如表7、8所示。
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由表7、8可得:活性炭在40 g/L,30 min条件下脱色效果最佳。保险粉在40 g/L,40℃ 的条件下脱色效果最佳。

活性炭对Tunquoise CL—B废水的脱色作用非常好,最佳可达97% 以上,但是保险粉对其的作用效果不是很理想,最佳可达80% 。

2.2 实验废水电导率测定

2.2.1 电导率标准曲线的绘制

NaC1溶液电导率标准曲线如图1所示。
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2.2.2 废水处理前后电导率的测定

不同染料电导率实验结果如表9所示。
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3 结 论

① 对Drimaren Red X.2B和Drimaren OrangeX一3LG染料废水,活性炭在40 g/L,20 min条件下脱色效果最佳,保险粉在d0 g/L,40℃条件下脱色效果最佳。

② 对Drimaren Tunquoise CL—B染料废水,活性炭在40 g/L,30 min条件下脱色效果最佳,保险粉在40 g/L,40℃ 的条件下脱色效果最佳。

③经过活性炭和保险粉脱色后的染色废水,脱色率可达80% ~97% 。

④废水中仍残留着20% 左右的无机盐,同时测得废水处理前后的pH值没有发生太大变化,此染色废水可再次利用到染色过程中,可实现水资源的循环利用,减少无机盐的添加量,达到节约环保的目的。