印染廢水成分復雜,含有大量殘留染料、助劑及膠體物質,具有色度高、COD 值高、可生化性差等特點,單一處理工藝難以達標。季銨型陽離子脫色劑與聚合氯化鋁(PAC)的協(xié)同混凝工藝,憑借電荷中和、吸附架橋的協(xié)同作用,成為深度處理印染廢水的高效方案。
季銨型陽離子脫色劑是一類含季銨基團(-N+(CH3) 3)的有機高分子化合物,分子鏈上的正電荷密度高,對印染廢水中帶負電的染料分子(如活性染料、分散染料)具有極強的靶向吸附能力。其作用機理體現(xiàn)在兩個方面:一是通過靜電引力中和染料膠體的負電荷,破壞膠體穩(wěn)定性;二是利用長鏈分子的架橋作用,將脫穩(wěn)的染料顆粒纏繞聚集,形成較大絮體。與傳統(tǒng)脫色劑相比,季銨型陽離子脫色劑對水溶性染料的脫色率可達 90% 以上,尤其對難以生化降解的偶氮染料、蒽醌染料效果顯著。
PAC 作為無機混凝劑,在水中水解生成多核羥基鋁離子(如 [Al13O4 (OH) 24] 7+),通過壓縮雙電層、吸附電中和作用去除廢水中的懸浮顆粒和部分膠體有機物。其優(yōu)勢在于形成的絮體密度大、沉降速度快,可有效降低廢水濁度。但單獨使用 PAC 時,對可溶性染料的脫色效果有限(通常低于 60%),且需較大投加量,易導致污泥量增加。
將二者復配使用時,呈現(xiàn)明顯的協(xié)同增效作用。工藝上通常采用 “先 PAC 后脫色劑” 的投加順序:PAC 先通過無機膠體的吸附作用去除部分懸浮物和膠體,降低廢水濁度,為脫色劑與染料分子的接觸創(chuàng)造條件;隨后投加的季銨型陽離子脫色劑,可針對性結合剩余的可溶性染料分子,通過有機高分子的架橋作用強化絮體形成。這種組合不僅將脫色率提升至 95% 以上,還能減少 PAC 用量 30%-50%,降低污泥處理成本。
實際應用中需優(yōu)化關鍵工藝參數(shù)。PAC 投加量通常為 50-150mg/L,季銨型陽離子脫色劑投加量為 10-30mg/L,具體需根據(jù)廢水色度和 COD 值調整。pH 值控制在 6-8 時效果最佳:酸性過強會導致季銨基團質子化受阻,降低電荷密度;堿性過強則會使 PAC 水解產(chǎn)物轉化為氫氧化鋁沉淀,喪失混凝活性。攪拌條件也需嚴格控制,快混階段(150-200r/min)確保藥劑均勻分散,慢混階段(30-50r/min)促進絮體生長而不打碎顆粒,反應時間總計 15-20 分鐘即可達到理想效果。
該協(xié)同工藝在不同類型印染廢水處理中均表現(xiàn)優(yōu)異。處理活性染料廢水時,脫色率穩(wěn)定在 92% 以上,COD 去除率可達 70%-80%;針對高色度的硫化染料廢水,通過 PAC 預處理去除硫化物沉淀后,季銨型脫色劑可有效吸附殘留染料,最終出水色度接近無色。此外,該工藝產(chǎn)生的污泥脫水性能良好,經(jīng)板框壓濾后含水率可降至 70% 以下,便于后續(xù)處置。
與其他深度處理技術相比,季銨型陽離子脫色劑與 PAC 的混凝工藝具有成本低、操作簡便、處理效率高的優(yōu)勢,尤其適合中小型印染企業(yè)的深度處理升級。隨著環(huán)保要求趨嚴,通過優(yōu)化藥劑配比和工藝參數(shù),該組合技術將在印染廢水達標排放中發(fā)揮更重要的作用。