摘要：采用强化混凝—光催化法对印染废水的处理进行了研究。结果表明：当进水CODCr为2 000 mg/L左右，色度为800～1000倍时，经本法处理的废水，出水CODCr为150～180 mg/L，色度为0～10倍，CODCr 去除率达92%，脱色率几近100%。主要水质指标达到了GB8978—1996《污水综合排放标准》中染料工业的二级标准。研究了一些因素对处理过程的影响。

关键词：混凝 光催化氧化 染料废水

　　在我国工业废水中，印染废水因其有机物含量高、色度深、水质复杂、排放量大而成为难处理的工业废水之一^[1]。印染废水中含有大量卤化物、硝基物、氨基物、苯胺、酚类及各种染料等有机物，主要来自纤维、纺织浆料和印染加工所使用的染料、化学药剂、表面活性剂和各类整理剂。其COD浓度达数千至数万mg/L，色度也高达数千至数万倍，可生化性差，很多废水还含有高浓度有无机盐：如氯化钠、硫化物等，严重污染水环境^[2]。 目前国内处理染料废水普遍以生物法为主，同时辅以化学法，但脱色及COD去除效果差^[3]，出水难以稳定达到国家规定的排放标准。光催化氧化法是近年来水处理研究的热点之一^[4]，本文采用强化混凝与光催化氧化相结合的方法，对武汉市某印染厂的印染废水进行处理工艺实验，研究了若干因素对处理结果的影响，取得了较好的效果，主要水质指标达到了GB8978—1996《污水综合排放标准》中染料工业的二级标准。

　　1 实验部分

　　1.1废水的来源及水质

　　废水取自武汉市某印染厂总排污口，该厂主要进行白坯布的印染生产，所用染料多为直接染料，排水量为20 t/d，间歇排放。

　　废水COD_cr 1300 mg/L ，色度为800倍， pH 10~12, 黑绿色。

　　1.2废水处理实验工艺及说明

　　图1 实验工艺说明

　　将混合均匀的废水调pH 至弱碱性，加入适量的絮凝剂聚合氯化铝（PAC）和助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）及黄土，充分搅拌后沉淀，上层清液经过滤后，调pH至弱酸性，然后进光催化氧化反应器，停留一段时间后排出检测。

　　1.3 光反应器构造

　　 光反应器为高300 mm，直径为150 mm的不锈钢质反应器。反应器中央为一直径为5 mm的石英玻璃管，将一支 125 W高压紫外灯（上海亚明灯泡厂）置于石英管内，呈圆柱形光源，光源径向所发出的光子能量分布相同，轴向有少许差异。反应器内壁按文献[5]的方法涂有TiO₂薄层。

　　2 结果与讨论

　　2.1 混凝实验

　　2.1.1混凝剂近似投量实验

　　在玻璃烧杯中放入500 mL水样，加入10%PAC水溶液，用玻璃棒先快速、后慢搅动，直至出现矾花，此时投加的混凝剂量为近似投量。

　　2.1.2最佳混凝剂投量实验

　　实验采用J6-1A六联搅拌器。实验步骤为，取1000 mL烧杯6个，各加入500 mL水样作平行样，用稀硫酸溶液调pH为8，同时投加10%PAC和10%黄土溶液(2 mL)，PAC的投量按近似投量的25%~200%分别加入，然后再投加0.05%PAM溶液1mL。快速搅拌1.5 min，转速为120 r/min，慢速搅拌25 min，转速为25 r/min。快速搅拌相应的速度梯度G值为60.7 /s，搅拌准数GT值为5467；慢速搅拌G值为7.37 /s，搅拌准数GT值为11058^[6]。结果见图2。

　　图2 最佳混凝剂投量

　　从图2可以看出，PAC的投加量为8 mL时，COD去除率达60%，脱色率达92%。

　　2.1.3最佳pH实验

　　 以PAC为混凝剂时，适宜的pH范围为5~9，故在此范围内进行实验。结果如图3所示。在500 mL水样中，加入PAC 8 mL PAM 1 mL,黄土溶液2 mL。

　　图3 最佳pH实验

　　从图3可以看出，pH为8时，效果最好。

　　2.1.4黄土投加量实验

　　由于废水为胶体溶液，溶解在其中的各种物质颗粒极细，单纯投加PAC和PAM ，其混凝效果并不理想。投加适量黄土，使其作为结晶时的晶核，对混凝时的搭桥、结网和晶体的长大，具有十分重要的作用。故对黄土的投加量进行了实验。实验时采用10%（质量百分比）黄土溶液，pH=8，投加PAC 8 mL，PAM 1 mL。结果见图4。

　　图4 黄土投加量实验

　　2.1.5 光反应器前进水pH值的影响

　　经过以上混凝工艺的处理，废水COD值可从1300 mg/L降至518 mg/L。取CODc_r为518 mg/L的废水用硫酸调pH分别为1.0、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0后进入光反应器，在光反应器内停留60 min后流出，测其CODc_r值，结果见表1。

　　从表1可以看出，在碱性条件下光反应器的反应效果较差；在酸性条件下光反应器有较好的反应效果，出水CODc_r达到了GB8978—1996《污水综合排放标准》中染料工业的二级标准。

　　2.1.6 光反应器内停留时间的影响

　　取CODc_r为518 mg/L的废水用硫酸调pH为5.0后进入光反应器，在光反应器内停留不同时间后流出，测其CODc_r值，结果见表2。

从表2可以看出，增加废水在光反应器内的停留时间，有较好的处理效果。从工程实际的设备设计和运行成本考虑，废水在光反应器内停留时间以60 min为宜。

　　3 结 论

　　 采用强化混凝—光催化氧化法对印染废水有较好的处理效果。当进水COD_Cr为1300 mg/L左右，色度为800倍时，经本法处理的废水，出水COD_Cr为188 mg/L，色度为0～10倍，COD_Cr 去除率达92%，脱色率几近100%。主要水质指标达到了GB8978—1996《污水综合排放标准》中染料工业的二级标准。光反应器前进水应调至酸性；在光反应器内的停留时间60 min。本法可取代常规的生物法，适合中小型印染厂的废水处理。

　　1 丁亚兰. 国内外废水处理工程设计实例. 北京：化学工业出版社，2000.108~112

　　2 黄长质. 印染废水处理. 北京：纺织工业出版社，1987. 217~232

　　3 李家珍. 染料、染色工业废水处理. 北京：化学工业出版社，1997. 187~188

　　4 王怡中，符 雁，汤鸿宵. 多相光催化氧化的理论与发展.环境科学进展, 1995，3(1):14~21

　　5 张彭义, 余 刚, 蒋展鹏. 光活性二氧化钛膜的制备和应用. 环境科学进展, 1998，6（5）：50~56

　　6 唐受印，汪大翚. 废水处理工程. 北京：化学工业出版社，1998. 32~34