印染廢水具有有機污染物含量高、堿性大、色度深、成分復雜等特點，屬于較難處理的工業廢水。印染廢水的深度處理方法主要有膜處理法、生物處理法、混凝沉淀法和臭氧氧化法。單一的深度處理工藝已無法將印染廢水中的新型污染物除去，本文以江蘇蘇州某印染企業印染廢水處理系統二沉淀池出水為研究對象，利用臭氧-混凝沉淀工藝對印染廢水進行深度處理，從混凝劑種類、混凝劑投加量、臭氧濃度等方面系統研究臭氧-混凝沉淀工藝對印染廢水的混凝效果。
1、試驗部分
1.1 主要材料
混凝劑有4種，即氯化鐵（FeCl3）、硫酸鋁（Al2(SO4)3）、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵（FeSO₄），均為分析純試劑，均由國藥集團化學試劑有限公司生產，均配制成8%（質量分數）的溶液。助凝劑為聚丙烯酞胺（PAM），為分析純試劑，由國藥集團化學試劑有限公司生產，配制成0.3%（質量分數）的溶液。
1.2 臭氧-混凝試驗
1.2.1 混凝劑的優選試驗
室溫下，量取500mL廢水水樣于燒杯中，研究加入不同質量濃度（50、100、150、200、300、400mg/L）的氯化鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵對混凝效果的影響。采用ZR4-6型混凝試驗攪拌機，混凝攪拌程序為：第一步為快速攪拌，攪拌速度為250r/min，攪拌時間為1min；第二步為中速攪拌，攪拌速度為150r/min，攪拌時間為2min；第三步為慢速攪拌，中速攪拌結束后，加入助凝劑PAM后進行慢速攪拌，攪拌速度為55r/min，攪拌時間為15min，靜置沉淀25min。通過注射器取液面下2cm處的上清液測定水質指標。
1.2.2 混凝劑的投加量優選試驗
室溫下，量取500mL廢水水樣于燒杯中，研究氯化鐵的不同投加量（25、50、100、125、150、180mg/L）對混凝沉淀的強化效果。混凝試驗同上。
1.3 基本水質指標
采用玻璃電極法（賽多利斯PB-10標準型電化學分析儀）測定廢水的pH；采用濁度計法（美國奧立龍便攜式濁度儀AQ3010）測定濁度；采用鉑-鈷標準比色法（上海昕瑞飲料水質SD-9012A型色度分析儀）測定色度；采用快速消解分光光度法（哈希DRB200消解器和哈希DR6000紫外分光光度計）測定水樣COD。
2、結果與討論
2.1 不同混凝劑對混凝效果的影響
不同混凝劑對混凝效果的影響主要從COD、濁度和色度三方面來進行分析，其結果如圖1所示。
從圖1（a）可知，4種混凝劑的加入都能有效降低出水COD含量，當混凝劑投加量超過100mg/L后，氯化鐵和硫酸鋁兩種混凝劑對出水COD的混凝效果逐漸降低，但是硫酸亞鐵和聚合氯化鋁兩種混凝劑對出水COD的混凝效果呈現一定幅度的增大趨勢。
從圖1（b）可知，4種混凝劑的加入都能有效除去廢水的濁度，當混凝劑投加量超過60mg/L后，硫酸鋁、氯化鐵、聚合氯化鋁對濁度的去除效果達到最佳，去除率高達95%，但是硫酸亞鐵隨著混凝劑投加量的增加出現返混現象，濁度可達原水的2倍。
從圖1（c）可知，4種混凝劑的加入都能有效除去廢水的色度，硫酸鋁、氯化鐵、聚合氯化鋁三種混凝劑的去色率都隨投加量的增加而增大，基本可達22%，但是隨著混凝劑投加量的增加，硫酸亞鐵去色率變化差異較大，無規律可尋。
2.2 混凝劑的投加量對混凝效果的影響
下面主要從COD、濁度和色度三方面來分析氯化鐵的投加量對混凝效果的影響，其結果如圖2所示。
從圖2（a）可知，隨著氯化鐵投加量的增加，出水COD先呈現出減小后出現小幅度上下波動的趨勢；當氯化鐵投加量為100mg/L時，出水COD較小，為104mg/L左右，COD去除效果最佳。
從圖2（b）可知，當氯化鐵投加量為0～25mg/L時，隨著氯化鐵投加量的增加，濁度的除去效果越來越好，最佳去除率達到95%左右；當氯化鐵投加量為25～105mg/L時，濁度去除率穩定在95%左右；當氯化鐵投加量為105～180mg/L時，隨著氯化鐵投加量的增加，濁度去除效果越來越差，進而出現返混現象，其濁度可達原水的3～4倍。
從圖2（c）可知，隨著氯化鐵投加量的增加，脫色率表現出先增大后減小的趨勢；當氯化鐵投加量為0～100mg/L時，脫色率從0%增大到44%；當氯化鐵投加量為100～180mg/L時，脫色率從44%減小到30%。
2.3 臭氧濃度對氯化鐵混凝效果的影響
下面主要從COD、濁度和色度三方面分析臭氧投加量對混凝效果的影響。從檢測數據可知，在臭氧濃度從10mg/L增加到30mg/L的過程中，出水COD表現出逐漸降低的趨勢，當臭氧濃度為30mg/L時，出水COD為82mg/L。隨著臭氧濃度從10mg/L增加到30mg/L，出水濁度表現出降低趨勢，臭氧濃度為30mg/L時，濁度去除率達95%。隨著臭氧濃度從10mg/L增加到30mg/L，出水脫色率表現出增大趨勢，臭氧濃度為30mg/L時，出水脫色率達78%。
2.4 機理分析
在混凝劑氯化鐵中，Fe3+可以通過水解生成帶有正電的水解產物，從而具有壓縮雙電層、吸附架橋的作用，可以有效處理印染廢水。相比Fe2+和Al3+而言，Fe3+水解反應條件要求低，反應速度更快，處理印染廢水的效果更佳。氯化鐵投加量為100mg/L時，pH約為3.6，有研究表明，當采用Fe3+作為混凝劑時，最佳的pH為3.5～4.0。pH過低和過高都會影響Fe3+水解效果，進而降低混凝效果。另外，要增加臭氧氧化過程，主要是因為臭氧具有微絮凝作用，可以有效使水中的微粒凝聚成絮體，從而增加后續混凝效率，提高混凝效果。
3、結論
臭氧-混凝沉淀工藝深度處理可有效除去印染廢水二沉淀池廢水中的濁度、色度和有機物。對于臭氧-混凝沉淀工藝來說，混凝劑為氯化鐵，投加量為100mg/L，臭氧濃度為30mg/L時，混凝效果最佳，出水COD為82mg/L，濁度去除率達95%，脫色率達78%。該試驗研究為江蘇蘇州某印染企業臭氧-混凝沉淀工藝深度處理印染廢水項目的中試提供了理論基礎。（來源：江蘇科易達環保科技有限公司）
