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Journal of Environmental Sciences 2011，23（10）1626-1633
复合絮凝剂的粘度，碱度和有机物含量对活性染料废水脱色性能和机理的影响
王元芳，高宝玉lowast;，秦燕月，王燕
山东大学环境科学与工程学院山东省水污染控制与资源化研究重点实验室，济南250100 电子邮件：53wyf@163.com
收到2010年12月07日; 2011年3月1日修订; 于2011年3月4日接受
摘要
使用复合絮凝剂聚氯化铝 - 表氯醇二甲胺（PAC-EPI-DMA）的凝结/絮凝处理用于处理阴离子偶氮染料（活性艳红K-2BP染料）。考察了粘度（eta;），碱度（B = [OH] / [Al]）和有机物含量（WP）对PAC-EPI-DMA絮凝剂絮凝性能的影响以及絮凝机理。 eta;是影响PAC-EPI-DMA染料去除效果的关键因素。 具有中等eta;（2400mPa·sec）的PAC-EPI-DMA通过由PAC和EPI-DMA聚合物的共聚作用引起的吸附桥接和电荷中和提供更高的脱色效果。 复合絮凝剂的WP对于絮凝是一个次要的重要因素。 随着WP的增加，eta;-300或4300mPa·sec的PAC-EPI-DMA的吸附桥接发挥重要作用，而随着WP的增加，其电荷中和减弱。 WP和B在去除活性染料方面存在相互作用。 中等粘度和有机物含量的复合絮凝剂用于活性染料废水的处理，可以实现高有机染料活性染料的去除效果。
·
·
关键词：复合絮凝剂; 活性染料去除; 絮凝机理; 脱色效果
DOI：10.1016 / S1001-0742（10）60624-9
引用文献：王晔芳，高炳，，岳启宇，王，，2011。复合絮凝剂的粘度，碱度和有机物含量对活性染料废水脱色性能和机理的影响。环境科学杂志，23（10）：1626-1633
介绍
含有反应性偶氮染料的纺织废水排放造成的水污染已成为一个重要问题。这种废水一般对环境表现出不好的特性，如颜色强，毒性大，生物降解性差。一些处理技术已被应用于处理纺织废水，包括：（a）混凝/絮凝（Szygula等，2009; Wei等，2009; Fang等，2010）; （b）在活性炭或其他吸附剂上的吸附（Nigam等，2000; Kavitha和Namasi-vayam，2008; Li等，2010）; （c）生物降解（Chang等，2001; Kurosumi等，2008）; （d）膜过滤（Marcucci等，2002; Purkait等，2004; Criscuoli等，2008）; （e）氧化（Kurbus等，2003; Xu等，2005; Yasar等，2007）; （f）光催化降解（Tang和Chen，2004; Harrelkas等，2008）。在这些工艺中，混凝/絮凝是处理纺织废水最常用的技术之一。纺织废水的脱色主要取决于所含染料的种类和所用絮凝剂的结构。正如Georgiou等人所报道的那样。（2003年）
*通讯作者。电子邮箱：宝玉高sdu@yahoo.com.cn
和Kim等人（2004）中，无机絮凝剂如氯化铁，石灰和硫酸亚铁对于处理活性染料溶液不起作用。近来，阳离子聚合物絮凝剂用于去除活性染料的应用受到越来越多的关注。活性染料的高脱色效果可以通过阳离子聚合物絮凝剂在一定剂量下实现，如多胺絮凝剂（Yue et al。，2008），P（AM-DMC）絮凝剂（Shen et al。，2006）和聚二烯丙基二甲基 - 一氯化胺絮凝剂（Kang，2007）。考虑到高分子絮凝剂的制备成本较高，近年来对新型絮凝剂的研究也有所调查。无机絮凝剂和有机絮凝剂的组合对于去除活性染料显示出有效（Gao et al。，2007）。
在本研究中，使用复合絮凝剂聚氯化铝 - 表氯醇二甲胺（PAC-EPI-DMA）以低剂量的有机絮凝剂获得高的染料去除效果。本工作的目的是研究PAC-EPI-DMA处理活性染料废水的絮凝性能和机理。考察了粘度（eta;），碱度（B = [OH] / [Al]）和有机物含量（WP）对PAC-EPI-DMA絮凝性能和机理的影响。
第10号 复合絮凝剂的粘度，碱度和有机物含量对脱色性能的影响······ 1627
不同的特征也被调查。
材料和方法
复合絮凝剂的合成
根据我们以前的工作（王等人，2009）描述的方法，合成了三种具有不同eta;值（300,2400和4300mPa·sec）的EPI-DMA聚合物。然后，通过混合AlCl36H2O（试剂级）（CAltotal= 2.0mol / L）与不同量的Na制备具有不同B值（0.5,1.0,1.5）的无机组分PAC 2CO3（试剂级）粉末。 最后，通过将这两种制备的聚合物在蒸馏水中混合来制备具有不同WP（5％，10％和20％）的复合絮凝剂PAC-EPI-DMA。
·
·
Al总在复合絮凝剂中的浓度为10g / L。 在絮凝过程中，复合絮凝剂的用量以Al总（mg / L）的浓度计算。
用Zetasizer 3000HSa（Malvern Instruments，UK）测量EPI-DMA和PAC-EPI-DMA的Zeta电位。
试水
通过在1L去离子水中溶解0.1g活性艳红K-2BP（RBR，济南第二纺织染色公司，中国）制备合成染色溶液。原水的pH值为8.45，接近实际纺织品的强碱性特征。在lambda;最大（538nm）下，原始RBR染料溶液的最大吸光度为2.43。
絮凝实验
为了研究eta;，B和WP对复合絮凝剂絮凝性能的影响，使用L9（34）型正交阵列（表1）。 正交试验包括九组絮凝实验。 在100mg / L的合成活性红染色溶液中进行絮凝实验。 罐测试由120r / min的快速混合3分钟，40r / min的缓慢混合12分钟和沉降过程20分钟组成。
用分光光度计（UV-754，上海分析仪器厂，中国）在lambda;最大下测定上清液的吸光度，并使用微电泳分析仪（JS94H，上海中辰数码科技设备有限公司）测定絮凝物的zeta电位。
中国）。
表1正交实验的因素和水平
因子 eta;（mPa·sec） B WP（％）
|
1级 |
300 |
0.5 |
5 |
|
2级 |
2400 |
1.0 |
10 |
|
3级 |
4300 |
1.5 |
20 |
eta;：粘度; B：PAC的碱性; WP：有机物含量。
结果与讨论
eta;，B和WP对PAC-EPI-DMA絮凝性能的影响
正交实验数据分析见表2.在去除废水中的染料时，最高的染料去除效率（R最大）和相应的絮凝剂用量（D最佳）是确定絮凝性能的主要特征絮凝剂。 R最大和D最佳的最大恒定范围（Cr）为9.5％和D最佳为7.3的有机聚合物EPI-DMA的eta;值是影响PAC-EPI-DMA絮凝性能的最重要因素RBR染料。 PAC的B值对R最大而言是次要因素，因为Cr较高，为4.1％。 有机组分WP的变化导致三因素中的最低常数Cr为2.8％，这意味着WP是R最大处理RBR印染废水中最不重要的因素。 然而，D最佳的这三个因子的常数Cr是eta;gt; WPgt; B。这个结果表明如果考虑D最佳，WP对染料去除的影响比B更显着）。 为了确定PAC-EPI-DMA对RBR染料的絮凝性能，EPI-DMA的eta;是关键因素。 另外两个因素（B和WP）对复合絮凝剂的絮凝性能的影响也需要研究，因为它们对于R最大和D最佳具有高的相对Cr。
为了获得最高的染料去除效果，
对于复合絮凝剂，母体水平为eta;= 2400mPa·sec，B = 0.5和WP= 10％。 eta;= 2400mPa·sec，B = 1.0和WP= 5％的复合絮凝剂导致最低的D最佳，因此导致去除RBR染料的成本最低。
·
·
PAC-EPI-DMA的Zeta电位
通过测量PAC-EPI-DMA絮凝剂的Zeta电位来研究絮凝剂的电荷中和能力。表3中显示的结果显示了PAC-EPI-DMA的zeta;电势和WP之间的明确关系。 随着WP的增加，eta;= 300mPa sec的复合絮凝剂的Zeta电位增加，并且对于eta;为2400和4300mPa sec的复合絮凝剂也观察到相同的趋势。 结果表明，复合絮凝剂的有机物含量增加，提高了复合絮凝剂的Zeta电位。 这是由于有机聚合物EPI-DMA的高正电荷。 在相同的WP下，这三种系列复合絮凝剂的zeta;电位按递增顺序递增：PAC = EPI-DMA，eta;= 4300mPa sec lt;PAC-EPI-DMA，eta;= 300mPa sec lt;PAC-EPI- DMA =eta;= 2400mPa sec。 这个结果可以用所用EPI-DMA，具有eta;= 4300mPa·sec（7.5mV）的EPI-DMA和具有eta;= 300mPa·sec（9.0mV）的EPI-DMA的顺序来解释lt;EPI- DMA，eta;= 2400mPa·sec（13.3mV）。
·
·
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·
1628 环境科学学报2011，23（10）1626-1633 / Yuanfang Wang et al。 卷。 23
表2正交L9（34）实验的设计和数据分析
实验号 水平 结果
|
eta; |
B |
WP |
错误 |
RMAXA（％） |
多巴胺b（mg / L） |
Drangec（mg / L） |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
97.5 |
8 |
6–9 |
|
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
95.8 |
9 |
6–9 |
|
3 |
1 |
3 |
3 |
3 |
95.9 |
8 |
6–9 |
|
4 |
2 |
1 |
2 |
3 |
97.5 |
5 |
4–8 |
|
5 |
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