混凝法处理活性染料废水

《水污染控制工程综合性大型实验》
混凝法处理活性红M-3BE，活性黄M-3RE染料废水
实验方案书
实验方案撰写者：严松张进陈婉荣付亚丽
实验时间：2012-1-4
指导老师：赵晖
武汉纺织大学环境工程学院
混凝法处理活性红M-3BE，活性黄M-3RE染料废水实验方案
一、概述
（1）活性染料概况
活性染料，又称反应性染料。

是一种染色时与纤维起化学反应的染料。

由于其色谱广、色泽鲜艳、性能优异、适用性强，性能优良。

但其缺点也比较明显，由于在染料及其中间体的生产过程中, 有大量的无机原料和有机原料转移到废水中, 使废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。

使废水的污染物浓度高、色泽深、含盐量高、毒性大, 成为化工废水中较难处理的原因之一。

活性红M-3BE和活性黄M-3RE即属于此类染料。

其主要特点如下：
活性红M-3BE
分子式：C32H19IN7Na5O19S6
分子量：1239.75
性状：红棕色粉末。

溶解情况：50℃水中溶解度100克/升。

用途：为M型活性染料三原色。

染色织物为蓝光红色。

可用于纤维素织物染色及涤/棉混纺织物一浴法染色，也用于棉和粘胶织物的一相法或二相法印花。

制备或来源：由2-氨基-1,5-萘二磺酸重氮化，与H酸相继与三聚氯氰、间位酯缩合的产物偶合而得。

活性黄M-3RE
性状：砖红色粉末或颗粒状。

溶解情况：可溶于水。

在25℃时溶解度为130克/升。

用途：用于棉和粘胶织物的竭染、冷扎染堆卷染和涤/棉混纺织物一浴法连续染色，也可用于一相法和两相法印花。

制备或来源：由2-萘酚-3，6，8-三磺酸重氮化，与间氨基乙酰苯胺相继与三聚氯氰和间位酯缩合的产物偶合而得。

备注：染色后的织物为红光黄色，染浴中含铁离子色光稍转黄转暗，含铜离子色光转红转暗。

目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法。

本次实验主要研究用混凝发处理活性染料废水的影响因素。

(2)混凝原理
混凝是通过向废水中投加混凝剂，破坏胶体的稳定性，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉降与水分离，使废水得到净化的一种方法。

主要用来降低废水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重金属和放射性物质。

向废水中加入混凝剂（1）混凝剂提供大量正离
子会涌入胶体扩散层甚至吸附层, 使ξ电位降低。

当ξ电位为零时, 称为等电状态。

此时胶体间斥力消失, 胶粒最易发生聚结，即压缩双电层.(2)胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少厂静电斥力，降低下ξ电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。

即吸附电中和。

（3）混凝剂水解后形成高分子或直接在水中形成高分子链状物质使胶粒间吸附架桥形成絮凝体，即吸附架桥。

（4）沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶体粘结。

即沉淀网捕。

（3）主要研究对象
混凝过程中选定某种混凝剂是关键，因混凝剂种类较多，例如：
所以，混凝剂很难确定，在选定混凝剂后，进一步要选定其投加量及PH值的影响。

PH值过底则混凝剂水解受限，其主要产物无足够羟基进行桥联作用，不易生成高分子物质，混凝效果差；PH值过高，又会出现溶解生成带负电荷的络合离子不能很好的发挥混凝效果，因此混凝需要足够的碱度。

混凝过程包括混和和反应，整个过程都涉及水利搅拌。

若搅拌强度过小，时间过长形成的絮体易被打碎，反之又混合不充分，所以需要寻找合适的水利条件。

另外，由于胶体的混凝过程比较复杂，废水水质也各不相同，因此混凝效果的好坏受许多因素的影响。

还有水温，废水水质，沉淀时间等。

相关因素受条件限制将暂不考虑。

本方案将主要研究水质PH、混凝剂种类和投加量及水利条件的影响。

二、实验设备和仪器
（1）六联搅拌器（2）分光光度计（3）烧杯（1000ml）六个
（4）移液管（2ml，5ml,10ml）各一支（5）玻璃棒6支（6）洗耳球一个（7）温度计（8）量筒（9）PH试纸（10）电子天平
三、试剂
1、活性红M—3BE，活性黄M—3RE染料废水<100g /L
2、硫酸铝10 g /L
3、三氯化铁10g /L
4、硫酸镁10g /L
5、聚丙烯酰胺PAM 1mg/L
6、盐酸HCl（化学纯）10%
7、氢氧化钠NaOH 10%
四、实验步骤
（一）分光光度计最佳波长的确定
确定染料废水原水特性，测定原水水样PH、温度；
用电子天平称取给定染料，加蒸馏水配置成质量浓度为80mg/L的水溶液。

以蒸馏水的作空白对比，取适量配置的溶液于比色皿中，放入分光光度计中，分别从波长480~620nm和360~500 nm，以每隔20nm为一个梯度，用分光光度计测出不同波长条件下吸光度的读数，记录数据。

根据吸光度确定最佳波长。

实验日期：原液PH值：
(二)测得各絮凝剂最佳PH值实验步骤
一、PH值对印染废水的影响
取80mg/L活性染料溶液于烧杯中，用盐酸或氢氧化钠调节溶液的PH值（记下酸和碱的用量，后面也需要调节PH），在最大吸收波长处测试其吸光度A，并记录如下表中。

实验时间： 温度：
二、测得各絮凝剂最佳PH 值实验步骤
1、取6个1000ml 烧杯，分别加入400ml 80mg/l 的染料废水。

2、确定废水特性，测定其PH 值、温度、吸光度。

3、用移液管取HCl 、NaOH 溶液调整1~6烧杯中废液PH=2、
4、6、8、10、12. 4、分别加入10ml 的
,放于六联搅拌器上，快速搅拌30s ，转速300r/min ，中速搅拌5min,
转速150r/min,慢速搅拌5min,转速80r/min 。

5、搅拌完毕，静置沉淀5min ，分别取上清液用最佳波长λ测吸光度，并计入下表。

6、重复上述实验步骤，絮凝剂依次更换为硫酸镁 、硫酸铝
、聚丙烯酰胺
PAM 。

实验时间：温度：原液PH值：原液吸光度：
原液PH值：原液吸光度：
（三）最佳絮凝剂的选择
根据“(二)测得各絮凝剂最佳PH值实验步骤”步，比较找到去除率最高的点和该点对应的絮凝剂的种类作为最佳絮凝剂，其PH值为最佳絮凝剂的最佳PH。

（四）最佳投药量的确定
1、确定染料废水的特性，测定其PH值、温度、吸光度；
2、取一个1000mL烧杯，加入80mg/L的染料废水400mL，调节PH至所选最佳混凝剂的最适宜PH值；
3、通过慢速搅拌（50r/min）烧杯中废水，并每次增加0.5mL最佳混凝剂投加量，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；
4、取6个1000mL烧杯，分别加入80mg/L的染料废水400mL，置于搅拌仪平台上；
5、确定实验的投药量，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，在相同时间加入各个烧杯。

6、启动搅拌仪，快速搅拌30s（300r/min），中速搅拌5min（150r/min），慢速搅拌5min （80r/min）；
7、搅拌完毕，静置沉淀5min，取上清液分别用最佳波长λ测吸光度，记录数据；
8、若没有测出最佳数据，再增加几组实验数据，直至测出最佳投药量。

实验日期：原液吸光度：
PH值：
混凝剂种类、浓度：
实验日期：原液吸光度：
PH值：
混凝剂种类、浓度：
（五）最佳搅拌时间的确定
按最佳PH值和最佳投药量分别向有400mL 80mg/L的染料废水的6个烧杯中加入等量的HCl （或NaOH）溶液调至最佳PH，并加入最佳混凝剂于烧杯中，置于实验搅拌仪平台上；
由于搅拌仪数量有限，加药时要一次投加，逐个搅拌。

各烧杯搅拌时间一次为：先快速搅拌30s(300r/min)，然后以150r/min搅拌2min,4min，6min，8min,10min，12min；
搅拌完毕，静置沉淀5min，取上清液分别用最佳波长测吸光度，记录数据。

实验日期：原液吸光度：
混凝剂的种类、浓度：
实验日期：原液吸光度：
混凝剂的种类、浓度：
五、实验结果讨论
六、参考文献
1、洪金德.染色废水脱色实验研究.化工时刊，2004,18（8）：43~45
2、周进，崔世海，彭盘英.活性红M-3BE生产废水的处理及资源化研究.南京师范大学学报（工
程技术版），2002,2（1）：63~66
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4、黄洁，张瑞萍.壳聚糖对活性染料红M-3BE的絮凝脱色效果.南通大学学报（自然科学版），
2010,9（2）
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6、许良英，孙爱华.活性染料染色废水脱色效果的研究.环境工程，2010,28（5）：13~16
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26~29
8、肖文香.粉煤灰氯化镁联合混凝吸附处理高浓度活性染料废水.化工技术与开发，2006,35（1）。