印染廢水的治理是當(dāng)今環(huán)境方面亟待解決的問(wèn)題之一, 其具有色度高、可生化性差、有機(jī)物含量高等特點(diǎn), 是工業(yè)廢水中較難處理的廢水之一.當(dāng)前國(guó)內(nèi)外采用氧化法、吸附法和膜分離技術(shù)對(duì)染料廢水處理進(jìn)行了廣泛研究, 以上技術(shù)對(duì)染料廢水處理均能達(dá)到一定效果, 但因工藝復(fù)雜和處理成本高, 其在實(shí)際應(yīng)用中并不多.

　　1 材料與方法1.1 實(shí)驗(yàn)材料

　　試劑：硅酸鈉、*、三氯化鐵、*、硫酸鋁、高嶺土、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉和*等化學(xué)試劑購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司, 均為分析純.直接大紅、分散藍(lán)和活性黃染料購(gòu)自安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司, 分子式分別為C32H22N6Na2O6S2、C14H9Br N2O4和C21H17ClN8O7S2, 相對(duì)分子質(zhì)量分別為696.66、349.14和592.99,

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法1.2.1 PSFM的制備

　　(1)配置體積為400 mL、濃度為0.15 mol·L-1的Na2SiO3, 將其加入到一定量的體積分?jǐn)?shù)為25%硫酸溶液中至pH為3, 室溫下聚合30 min, 制得半成品聚硅酸(PS).

　　(2) 稱取0.06 mol的FeSO4·7H2O加入到體積為50 mL、體積分?jǐn)?shù)為5%的稀硫酸溶液中直至溶解.

　　(3) 按照鐵錳摩爾比為5:1稱取0.012 mmoL的KMnO4固體, 備用.

　　(4) 將步驟(2)所得試劑與一定體積的PS迅速混合.

　　(5) 將步驟(3)稱取的藥品加入到步驟(4)所得溶液中, 保持200 r·min-1轉(zhuǎn)速攪拌直至*溶解并陳化24 h, 即得聚硅酸鐵錳(PSFM)復(fù)配混凝劑.

　　1.2.2 聚硅酸鐵(PSF)的制備

　　(1) 配置體積為400 mL、濃度為0.15 mol·L-1的Na2SiO3, 將其加入到一定量的體積分?jǐn)?shù)為25%硫酸溶液中至pH為3, 室溫下聚合30 min, 制得半成品聚硅酸(PS).

　　(2) 稱取0.06 mol的FeCl3溶解在50 mL去離子水中.

　　(3) 將步驟(2)稱取的藥品加入到步驟(1)所得溶液中, 保持200 r·min-1轉(zhuǎn)速攪拌并陳化24 h, 即得聚硅酸鐵(PSF)混凝劑.

　　1.2.3 模擬水樣

　　分別取0.5 g直接大紅、分散艷藍(lán)和活性黃染料于1 000 mL容量瓶中, 定容至刻度線, 即得500 mg·L-1的染料儲(chǔ)備液, 備用.使用時(shí), 將儲(chǔ)備液分別稀釋10倍于500 mL燒杯中, 即得50 mg·L-1的染料廢水.用NaHCO3儲(chǔ)備液調(diào)節(jié)染液堿度(以CaCO3計(jì)), 單位為mg·L-1.只有在2.3節(jié)中研究濁度對(duì)PSFM去除染料影響的實(shí)驗(yàn)中, 向模擬染料廢水中加入高嶺土懸浮液以模擬實(shí)際水體中的懸浮顆粒物, 其它實(shí)驗(yàn)過(guò)程均沒(méi)有高嶺土懸浮液的引入.

　　1.2.4 混凝實(shí)驗(yàn)

　　采用標(biāo)準(zhǔn)燒杯攪拌實(shí)驗(yàn), 所有樣品均設(shè)3組平行.實(shí)驗(yàn)混凝條件為：200 r·min-1快速攪拌30 s, 40 r·min-1慢速攪拌10 min, 靜置30 min.混凝結(jié)束后, 在距液面2 cm處取上清液進(jìn)行分析測(cè)定, 計(jì)算染料去除率. PSFM與聚硅酸鐵(PSF)的投加量以其中的Fe元素濃度計(jì)量, Al2(SO4)3和FeCl3的投加量分別以Al元素和Fe元素的濃度計(jì)量.

　　1.2.5 絮體監(jiān)測(cè)

　　應(yīng)用Mastersizer 2000激光粒度儀對(duì)混凝過(guò)程中形成的絮體在線監(jiān)測(cè), 監(jiān)測(cè)過(guò)程中, 水樣呈循環(huán)狀態(tài).置于激光粒度儀樣品池后端的蠕動(dòng)泵作為循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力, 將絮體引入樣品池進(jìn)行測(cè)定, 固定并限制蠕動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速以進(jìn)一步降低絮體破碎的影響, 連接各端的管路的內(nèi)徑約為5.0 mm.本研究主要監(jiān)測(cè)絮體生長(zhǎng)達(dá)到平衡后的粒徑, 以D50(μm)代表絮體的平均粒徑.

　　2 結(jié)果與討論2.1 PSFM的表征

　　為了對(duì)PSFM復(fù)配混凝劑表面形貌和結(jié)構(gòu)的研究, 將其置于-60℃冷凍干燥器中冷凍干燥48 h并用研缽研磨, 得固體粉末狀PSFM復(fù)配混凝劑. 

　　2.2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

　　分別以直接大紅、分散藍(lán)和活性黃溶液為模擬染料廢水, 將新型復(fù)合混凝劑PSFM與聚硅酸鐵(PSF)、Al2(SO4)3和FeCl3混凝效果進(jìn)行對(duì)比研究, 

　　2.3 堿度和濁度對(duì)PSFM混凝去除染料影響

　　以高嶺土懸濁液模擬染料廢水濁度, 向染料溶液中加入一定的高嶺土懸濁液, 得不同濁度染料廢水, 考察濁度對(duì)PSFM混凝凈化不同染料廢水的效果

　　理論上講, 高嶺土懸浮顆粒與染料分子之間存在競(jìng)爭(zhēng)吸附, 從而降低混凝效果, 但終的結(jié)果顯示, 濁度對(duì)混凝效果無(wú)明顯影響.可能在混凝之前存在高嶺土懸浮顆粒通過(guò)范德華力或氫鍵作用吸附部分染料分子, 混凝過(guò)程中, 在去除懸浮顆粒的同時(shí)去除了部分染料分子.