有研究表明,目前工業(yè)生產(chǎn)及廢水處理中所用的化學(xué)絮凝劑存在潛在的危害。與傳統(tǒng)的化學(xué)絮凝劑相比,天然高分子絮凝劑具有原料來源廣泛、價格低廉、無毒、易于生物降解、無二次污染等特點,受到了國內(nèi)外眾多研究者的重視和關(guān)注,國外已經(jīng)有不少商品化產(chǎn)品。
沙蒿屬于菊科植物,在我國東北與西北沙漠地帶廣為分布,種子資源非常豐富。沙蒿籽營養(yǎng)豐富,含有脂肪、粗蛋白、淀粉及膠質(zhì)等,對生物無毒副作用,且沙蒿膠的相對分子質(zhì)量很大,分子間按一定的取向連成碩長的分子“鏈”,形成纖維狀締狀結(jié)構(gòu),具備了優(yōu)良高分子絮凝劑的基本特性。之前的研究結(jié)果表明,沙蒿籽水浸液對高嶺土懸濁液的絮凝處理效果良好,可以作為天然高分子絮凝劑應(yīng)用于水處理中。
水性油墨廢水具有CODCr濃度高、色度高、濁度高的特點,是一類難生物降解的工業(yè)廢水。開發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效的水性油墨廢水處理技術(shù)已成為水污染治理領(lǐng)域研究的重點和熱點。本研究采用沙蒿籽水浸液絮凝處理水性油墨廢水,初步探討了反應(yīng)pH 值、沙蒿籽水浸液投加量對水性油墨廢水色度和CODCr去除率的影響,以期為沙蒿籽在廢水處理中的研究開發(fā)和工業(yè)應(yīng)用提供參考。
1 材料與方法
1.1 試驗儀器與試劑
AUY220 電子分析天平,高速萬能粉碎機(jī),JJ-3C 六聯(lián)電動攪拌器,JJ-1 精密增力電動攪拌器,721 型分光光度計,pHS-3C 型精密pH 計,101-2 型電熱鼓風(fēng)干燥箱,CTL-2 型化學(xué)需氧量速測儀。
濃H2SO4(分析純),NaOH(分析純),鄰苯二甲酸氫鉀(優(yōu)級純),HgSO4(分析純),重鉻酸鉀(分析純),鉬酸銨(分析純),Ag2SO4(分析純)。
1.2 油墨廢水
試驗用水來源于西安市某水性油墨生產(chǎn)企業(yè),該廢水呈紫紅色,不透明,有強(qiáng)烈的堿臭,主要污染物是親水性顏料、丙烯酸樹脂以及石蠟等添加劑。廢水水質(zhì)檢測結(jié)果如表1 所示。
1.3 試驗方法
(1)沙蒿籽絮凝劑的制備
沙蒿籽(產(chǎn)于毛烏素沙漠)風(fēng)干后,去雜、粉碎、過60 目篩,得到沙蒿粉。稱取0.500 0 g 沙蒿粉,加入100 mL 50 ℃的蒸餾水中,在恒溫水浴中強(qiáng)力攪拌10 min 后,用2 層醫(yī)用紗布過濾,除去不溶物,得到質(zhì)量濃度為2.5 g/L 的沙蒿籽水浸液。
(2)絮凝試驗
量取100 mL 廢水于燒杯中,調(diào)節(jié)廢水的pH值,再加入適量的沙蒿籽水浸液。絮凝試驗在六聯(lián)攪拌機(jī)上進(jìn)行,攪拌,靜置沉降30 min,測定上清液的色度和CODCr濃度,先得出絮凝試驗的最佳pH 值條件,再確定沙蒿籽水浸液的最佳投加量。
1.4 分析方法
各水質(zhì)指標(biāo)的測定按文獻(xiàn)[13]進(jìn)行:CODCr采用密閉快速催化氧化法;色度采用稀釋倍數(shù)法; SS采用重量法; pH 值采用玻璃電極法。
2 結(jié)果與討論
2.1 pH 值對絮凝效果的影響
調(diào)節(jié)水性油墨廢水的pH 值分別為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0,加入1 mL 沙蒿籽水浸液,攪拌均勻,靜置30 min 后測定上清液的CODCr濃度和色度,其結(jié)果如表2 所示。
靜置30 min 后發(fā)現(xiàn),當(dāng)pH 值≥ 6.0 時,溶液未分層,仍呈均勻紫紅色,故沒有對其CODCr濃度和色度進(jìn)行測定。當(dāng)pH 值≤ 5.0 時,溶液出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象,并且上清液中看不到懸浮物。試驗結(jié)果表明,pH 值為4.0 和5.0 時的色度去除率較pH 值為3.0 時高,這可能與酸度過低導(dǎo)致水性油墨的穩(wěn)定性增強(qiáng)有關(guān)[14]。pH 值為3.0 ~ 5.0 時,其變化對水性油墨廢水的CODCr去除率影響不大。表2 中的數(shù)據(jù)表明,pH 值為4.0 時,色度和CODCr的去除效果最好,去除率分別可以達(dá)到99.5% 和89.2%。因此,絮凝效果以pH 值為4.0 時最佳。
2.2 絮凝劑投加量對絮凝效果的影響
絮凝劑投加量的多少關(guān)系到水性油墨廢水的處理效果和成本。在室溫條件下,pH 值為4.0 的水性油墨廢水中,沙蒿籽水浸液的投加量分別為1、2、3、4、5 mL,攪拌,反應(yīng)完成后靜置30 min,取上清液測其色度和CODCr濃度。絮凝劑投加量對絮凝效果的影響如圖1 和圖2 所示。
由圖1、圖2 可知,添加了沙蒿籽水浸液后,廢水中CODCr和色度的去除率要比單純采用酸沉降時高。絮凝效果隨著沙蒿籽水浸液投加量的增加而提高,當(dāng)投加量達(dá)到一定值時去除率出現(xiàn)峰值,繼續(xù)增加投加量,絮凝效果反而下降[15]。在沙蒿籽水浸液投加量為2 mL 時,色度和CODCr的去除率均達(dá)到最高,分別為99.6%和91.4%,色度可由150倍降低到30 倍,CODCr的質(zhì)量濃度可由2 308 mg /L 降低到1 261 mg/L。因此,沙蒿籽水浸液的最佳投加量為2 mL。
3 結(jié)論
采用沙蒿籽水浸液對水性油墨廢水進(jìn)行絮凝處理,結(jié)果表明,在室溫條件下,當(dāng)pH 值為4.0,沙蒿籽絮凝劑的投加量為2 mL/100 mL[廢水]時,沙蒿籽水浸液對水性油墨廢水的處理效果良好,可以大幅度降低廢水的CODCr濃度和色度,去除率均可以達(dá)到90%以上。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
沙蒿籽水浸液絮凝處理水性油墨廢水可有效降低廢水中的污染物濃度,將其作為生物處理工藝的前置處理工藝,可提高生物處理工藝的穩(wěn)定性和出水水質(zhì),具有一定的推廣應(yīng)用價值。