混凝法处理活性黑B、活性红3BS染料废水方案书

实验日期：原液PH值：
表1活性黑B染料废水吸光度随波长的变化趋势
波长λ/nm
400
420
440
460
480
500
520
540
吸光度A
波长λ/nm
560
580
600
620
640
660
680
700
吸光度A
表2活性红3BS染料废水吸光度随波长的变化趋势
波长λ/nm
400
420
440
460
480
500
520
2、确定该废水特性，测定其PH值、温度、吸光度。
3、用移液管取HCl、NaOH溶液调整1~6号烧杯中废液PH=2、4、6、8、10、12.取相同量的最佳投药量于加药管中，确保加药在同一时间。
4、启动搅拌仪，快速搅拌30s，转速约300r/min，中速搅拌6min，转速约100r/min，慢速搅拌6min，转速约50r/min。
水样编号
1
2
3
4
5
6
混凝剂投加量/ mL
PH值
搅拌时间/min
2
4
6
8
10
12
吸光度
去除率
五、实验结果与讨论
1、处理效果的测定方法，主要测定的水质指标去除率。
去除率,用分光光度计测定并计算处理前后废水的吸光度,废水去除率μ,
μ=(A0-A) /A0×100%
式中:A0-----处理前废水的吸光度
A-----处理后废水的吸光度
混凝反应除了和混凝剂本身的种类和性质有关外，还与以下因素有关：胶体颗粒物的种类与表面性质，悬浮物的粒度、浓度，pH值，水温，所含溶解盐类，搅拌条件等。
（三）混凝用途：
混凝法用于处理含油废水、染色废水、洗毛废水等，该法可以独立使用，也可以和其他方法配合使用，一般作为预处理、中间处理和深度处理等。常用的混凝剂则有硫酸铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等。
1
2
3
4
混凝剂种类
FeCl3
FeCl3+PAM
Al2(SO4)3
Al2(SO4)3+PAM
吸光度
去除率
表4活性红3BS染料废水吸光度随混凝剂种类的变化趋势
水样编号
1
2
3
4
混凝剂种类
FeCl3
FeCl3+PAN
Al2(SO4)3
Al2(SO4)3+PAM
吸光度
去除率
（三）最佳投药量实验步骤
1、确定染料废水特性，测定其PH值、温度、吸光度。
5、启动搅拌仪，快速搅拌30s，转速约300r/min，中速搅拌6min，转速约100r/min，慢速搅拌6min，转速约50r/min。
6、搅拌完毕，静置沉淀5分钟，取上清液分别用最佳波长λ测吸光度，并记入下表中。
实验日期：原液吸光度：PH值：
使用混凝剂的种类、浓度：
表5活性黑B染料废水吸光度随投药量的变化趋势
水样编号
1
2
3
4
5
混凝剂投加量/mL
吸光度
去除率
水样编号
6
7
8
9
10
混凝剂投加量/mL
吸光度
去除率
表6活性红3BS染料废水吸光度随投药量的变化趋势
水样编号
1
2
3
4
5
6
混凝剂投加量/mL
吸光度
去除率
水样编号
7
8
9
10
11
混凝剂投加量/mL
吸光度
去除率
（四）最佳PH值实验步骤
1、取6个400mL烧杯，分别加入400mL 100mg/L的染料废水。
4、启动搅拌仪，快速搅拌30s，转速约300r/min，中速搅拌6min，转速约100r/min，慢速搅拌6min，转速约50r/min。
5、搅拌完毕，静置沉淀5分钟，取上清液分别用最佳波长λ测吸光度，并记入下表中。
实验日期：原液吸光度：原液PH值：
表3活性黑B染料废水吸光度随混凝剂种类的变化趋势
水样编号
（4）PAM（10g/L）（5）HCl溶液、NaOH溶液（10%）
注：所用药剂参考配制浓度：精致硫酸铝Al2(SO4)3.18H2O，10g/L氯化铁FeCl3.6H2O，10g/L聚合氯化铝10g/L化学纯HCl，10%化学纯NaOH，10%
四、实验步骤
（一）分光光度计最佳波长λ的确定实验
1、确定染料废水原水特性，测定原水水样PH值、温度。
（五）活性染料的特性：
(1)对人体引起过敏作用的活性染料所含有的活性基的反应能力都比较强,它们会在体温条件下与人体中的氨基酸发生反应;(2)在具有过敏作用的活性染料中以浅～中色染料为主,即黄色、橙色和红色的染料占到81 % ,特别是橙色和红色染料;(3)活性染料的过敏作用还与其发色母体有关;(4)C. I .活性黑5和C. I .活性橙16是两只常用的乙烯砜型活性染料,特别是前者的产量要占全部活性
活性黑B：可用于棉或粘胶纤维的染色，浸染、卷染、轧卷堆置、连续轧染均适用。亲和力和固色率均较高，可染黑色，也可与紫或蓝拼深蓝色。可用于棉或粘胶织物的直接、防染印花。还可用于锦纶的染色，得色量较棉低。也可用于羊毛染色。
活性红3BS：具有良好的染色稳定性，移染性，匀染性、渗透性、扩散性能均强，对织疵有较好的遮盖性，配伍性、染色重现性好；适用于棉、粘胶纤维的浸染、轧染和印花。
具有较高的耐洗坚牢度活性染料由于其用母体染料连结基和活性基组成使其在使用时能与纤维形成牢固的共价键结合而具备一系列其它纤维素纤维染料无法比拟的特点确立了其作为纤维素纤维用染料的发展和使用重点的地位突出地表现在下列四个方面
混凝法处理活性黑B、活性红3BS染料废水
方案书
一、概述：
（一）混凝概念：
混凝法是向污水中投加一定量的药剂，经过脱稳、架桥等反应过程，使水中的污染物凝聚并沉降。水中呈胶体状态的污染物质通常带有负电荷，胶体颗粒之间互相排斥形成稳定的混合液，若水中带有相反电荷的电介质（即混凝剂）可使污水中的胶体颗粒改变为呈电中性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒下沉。
3、搅拌完毕，静置沉淀10分钟，取上清液分别用最佳波长λ测吸光度，并记入下表中。
实验日期：原液吸光度：
使用混凝剂的种类、浓度：
表9活性黑B染料废水吸光度随搅拌速度的变化趋势
水样编号
1
2
3
4
5
6
混凝剂投加量/mL
PH值
搅拌时间/min
2
4
6
8
10
12
吸光度
去除率
表10活性红3BS染料废水吸光度随搅拌速度的变化趋势
活性染料是一种含有能与纤维上的羟基、氨基或酰胺基发生共价键结合活性基团的可溶性染料。由于活性染料色泽鲜艳，水溶性良好，需在碱性条件下染色，因此所排放的废水色度、PH高且较难处理。近年来，国内外采用吸附法、化学混凝法、高级氧化法、电解法等对活性染料废水处理进行了较为广泛的研究。活性炭、甲壳素等均可吸附活性染料。但因处理成本高和工艺复杂的原因，其实际应用并不多。在实际工程中化学混凝仍是应用最为广泛的方法。氧化法、电解法一般也需与混凝法相结合、T.Kim等通过混凝法与Fenton试剂氧化法处理活性染料废水，脱色率达99%，COD去除率达90%。取得了较好的效果，但处理费用较高。J.Lee等采用吸附混凝法使活性染料桔黄16和黑色5脱色率达99%及80%.另有许多学者将无机混凝剂与高分子絮凝剂复合，处理活性染料废水.D.J.Joo等用无机铝盐、铁盐复合高分子絮凝剂，处理当地染料厂所排放的含活性染料的废水，色度去除率近100%.霍宇凝等分别以聚丙烯酰胺、壳聚糖与聚合氯化铝相复合，对模拟活性染料废水进行了脱色研究，脱色率>90%骆丽君将三种混凝剂与聚丙烯酰胺联用处理活性染料废水，研究表明聚丙烯酰胺可提高污泥的沉降速度，处理后水的透光率>80%.另据报道，镁盐能吸附可溶性染料分子且可在较高PH下使用，处理活性染料废水的效果好于铝盐和铁盐，但研究的重点也仍放在色度的去除率上，而对实际活性染料废水的处理，特别是对COD的去除研究得较少。
2、通过慢速搅拌（50r/min）烧杯中的废水，并每次增加0.5mL混凝剂投加量，直至出现矾花为止，这时的混凝剂投加量作为形成矾花的最小投药量。
3、取6个400mL的烧杯，分别加入100mg/L的染料废水400mL，置于搅拌仪平台上。
4、确定实验时的投药量，根据最小投药量，分别取其1/4、1/2、3/4、1、3/2、2倍量加入6个加药管中，在相同的时间加入各烧杯。若没有测出最佳数据，再增加几组实验数据，直至测出最佳加药量。
5、搅拌完毕，静置沉淀5分钟，取上清液分别用最佳波长λ测吸光度，并记入下表中。
实验日期：原液吸光度：
使用混凝剂的种类、浓度：
表7活性黑B染料废水吸光度随PH值的变化趋势
水样编号
1
2
3
4
5
6
混凝剂投加量/mL
PH值
2
4
6
8
10
12
吸光度
去除率
表8活性红3BS染料废水吸光度随PH值的变化趋势
水样编号
1
2
（二）混凝原理：
混凝沉淀法是往废水中加入混凝剂，使水中胶体物质、微细悬浮物在化学、物理作用下聚集，形成大颗粒絮体，从而加速沉淀、强化固液分离的过程。
混凝净化作用主要是脱除胶体物质和细颗粒物，某些絮凝剂对一些真溶性杂质的脱除也有效。利用向水中投加与水中胶体具相反电荷的电解质（混凝剂），可以中和胶体电荷、压缩双电层，使胶体颗粒脱稳。脱稳的超微细颗粒可以由于自身的布朗运动或在外力搅拌下实现颗粒的“碰撞”聚集，并依托水中原有微细悬浮颗粒物，逐步凝聚成肉眼可见的颗粒物。
（四）活性染料简介：
活性染料（reaction dye)也叫反应性染料，是目前应用较多的一种燃料。分子中含有化学性活泼的基团，能在水溶液中与棉、毛等纤维反应形成共键的染料。具有较高的耐洗坚牢度，活性染料由于其用母体染料、连结基和活性基组成，使其在使用时能与纤维形成牢固的共价键结合，而具备一系列其它纤维素纤维染料无法比拟的特点，确立了其作为纤维素纤维用染料的发展和使用重点的地位，突出地表现在下列四个方面：(1)活性染料是取代禁用染料和其它类型纤维素用染料如硫化染料、冰染染料和还原染料等的最佳选择之一。(2)活性染料能用经济的染色工艺和简单的染色操作获得高水平的各项坚牢性能特别是湿牢度。(3)活性染料的色谱广、色泽鲜艳、性能优异、适用性强，其色相和性能基本上与市场对纤维和衣料的要求相适应。(4)活性染料适用于新型纤维素纤维产品如Lyocell纤维等印染的需要。
2、用注射针筒取取给定的染料，加蒸馏水配制成质量浓度为100 mg／L的水溶液。以蒸馏水的作空白对比，取适量配制的溶液于比色皿中，放入分光光度计中，从波长400nm到700nm，以每隔20nm为一个梯度，用分光光度计测出从400nm~700nm不同的波长λ条件下，吸光度的读数，将数据记录在下表。根据吸光度，确定最佳波长。
多数印染厂采用化学处理与生化处理相结合的方法,生化处理采用微生物法降解染料分子和有机物,但是生化处理过程中有害分子降级速率低,设备投资大,运行费用高,因此，选择一种简单经济有效的处理方法成为印染废水脱色的研究重点。除生化法外，其它物理化学或化学脱色如吸附法、氧化还原法、离子交换法、膜法、混凝法等，都有大量研究及应用的报道,但是处理效果都不十分理想，还有待改进，但是混凝法处理染料废水仍然占据着相当重要的位置。
二、实验设备和仪器
（1）智能型混凝试验搅拌仪（2）)温度计（3）秒表（4）分光光度计（5）烧杯（400ml，若干）（6）移液管（1ml、2ml、5ml、10ml，各一支）（7）洗耳球（8）量筒（9）注射针筒(10)PH试纸
三、试剂
（1）染料废水（<200mg/L）（2）FeCl3（10g/L）（3）Al2(SO4)3（10g/L）
（六）现状：
纺织印染染色废水,水量大,色度高,成分复杂,废水中含有染料、浆料、助剂、酸、碱、纤维杂质及无机盐等，染料结构中胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素，具有较大的毒性。目前染色加工过程中的10-20%的染料排入废水中,严重污染环境。随着染料工业的发展和印染加工技术的进步，染料结构的稳定性大为提高，给脱色处理增加了难度，目前印染废水的脱色问题已成为国内外废水处理中急需解决的一大难题。
3
4
5
6
混凝剂投加量/mL
PH值
2
4
6
8
10
12
吸光度
去除率
（五）最佳搅拌时间实验步骤
1、按最佳PH值和最佳投药量，分别向加有400mL100mg/L的染料废水的6个烧杯中，加入相同剂量的HCl（或NaOH）溶液调至最佳PH，并加入最佳投药量于加药管中，置于试验搅拌仪平台上。
2、由于搅拌仪数量有限，操作时，要依次加药，逐个搅拌。各烧杯搅拌时间依次为：先均快速搅拌30s，转速约300r/min，然后，各烧杯分别以100 r/min搅拌2min，4min，6min，8min，10mi长λ/nm
560
580
600
620
640
660
680
700
吸光度A
（二）最佳混凝剂的选择实验
1、配制混凝剂FeCl3和Al2(SO4)3浓度为10g/L，助凝剂PAM浓度为10g/L。
2、分别取100mg/L的染料废水200mL于4个烧杯中，置于搅拌仪平台上。
3、向1号加药管中加入4mL FeCl3，2号加药管中加入4mL FeCl3+4mLPAM，3号加药管中加入4mLAl2(SO4)3，4号加药管中加入4mLAl2(SO4)3+4mLPAM，确定加药在同一时间。