隋智慧^1，2　秦煜民^1，3　林冠發(fā)⁴　張躍升¹
（1、北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083；2.齊齊哈爾大學(xué)輕紡系，黑龍江齊齊哈爾 161006；
3.河北理工學(xué)院資源系，河北 唐山 063009；4.西安交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安 710049）

　　摘　要；天然礦物質(zhì)制成的BKD—2型聚鐵鹽絮凝劑，其分子通式為[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]m，采用該絮凝劑處理制革廢水，試驗(yàn)結(jié)果表明：在常溫小H值為6～8，絮凝劑的投加量為200mg／L條件下，在原水的CODcr約為3000mg／L，Cr³⁺約80mg／L，S^2-約50mg／L時(shí)，CODcr、Cr³⁺的去除率分別達(dá)到65％～70％、60%～65％，且成本較低。
　　關(guān)鍵詞：絮凝劑；制革；廢水處理；混凝
　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU991.22；X794
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　文章編號(hào)：1009－2455（2002）03－0033－03

An Experimental Study on The Leather Wastewater Treatment by A New Flocculent
SUI Zhi-hui1,2, QIN Yu-min1,3, LIN Guan-fa4, ZHANG Yue-sheng 1
(1. Civil and Environmental Engineering School, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083,China; 2. Dept. of Light Industry and Textile, Qiqihar University, Qiqihar 161006, China; 3. Dept. of resources, Hebei Institute of Technology, Tangshan 063009, China; 4. School of Material Science and Engineering, Xi‘a(chǎn)n JiaoTong University, Xi‘a(chǎn)n 710049, China)

　　Abstract: BKD-2 polyferrum salt([Fe₂(OH)n(SO₄)_3-n/2]m) floculent made from natural mineral has been
used to treat leather wastewater. The characteristics of original water are shown as follows: CODcr is about 3000　mg/L; Cr³⁺ is about 80 mg/L; S^2- is about 50 mg/L. The experimental results show that the removing rate of　C0Dcr, Cr³⁺ is 65%～70% and 60%～65% respectively in the condition that temperature is normal, pH value is 6-8 and the adding quantity of flocculent is 200 mg/L. And this method has the advantage of low cost.
　　Key words: flocculent; leather; wastewater treatment; coagulation

　　絮凝沉降法是制革廢水處理常用的方法。本試驗(yàn)采用新型絮凝劑可有效去除制革廢水中有機(jī)物、色度、重金屬、氮和硫等，操作管理方便，處理效果穩(wěn)定，不受水溫、氣溫和毒物的影響，還能夠去除生物難以降解的有機(jī)殘留物。

1 廢水水質(zhì)

　　制革廢水水樣取自齊齊哈爾市某制革廠，該廠采用濕法加工，大量的蛋白質(zhì)、油脂和化工原料，如酸、堿、鹽、鞣劑、加脂劑和染料等隨廢水排出。廢水水質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 未經(jīng)處理的制革廢水監(jiān)測(cè)結(jié)果 項(xiàng)目 pH 色度/倍 CODcr/(mg.L^-1) SS/(mg.L^-1) Cr³⁺/(mg.L^-1) S^2-/(mg.L-1) Cl^-/(mg.L^-1) BOD₅/(mg.L^-1) 區(qū)間值 8-12 600-2000 3000-3800 2000-4000 60-100 45-55 1000-2000 1000-1200 平均值 10 1300 3400 3000 80 50 1500 1100

2 試驗(yàn)部分

2.1 絮凝劑的制備及其特性
　　BKD－2絮凝劑是以天然礦物質(zhì)為主要原料，經(jīng)過(guò)—系列物理化學(xué)加工處理制備而成的新型復(fù)合絮凝劑。該種絮凝劑制備工藝簡(jiǎn)單，只需將原料干燥、破碎、過(guò)篩，然后按一定的投料比在反應(yīng)槽內(nèi)與加入的化學(xué)試劑反應(yīng)，結(jié)晶處理后即可得到成品。BKD－2絮凝劑兼具絮凝、吸附架橋和吸附脫色等多種功效。固體BKD－2絮凝劑外觀呈淡黃色，經(jīng)分析測(cè)試和研究確認(rèn)，其分子通式為［Fe₂（OH）n（SO₄）_3-n/2］m，n＜2，m＞11。其分子中具有多核絡(luò)合離子結(jié)構(gòu)，在水溶液中能產(chǎn)生大量的疏水性的氫氧化物聚合體，如［Fe（H₂O）₆]³⁺、［Fe₂（H₂O）₃]³⁺等。
　　BKD－2絮凝劑能夠提供大量的絡(luò)合離子，能夠強(qiáng)烈吸附膠體粒子，通過(guò)粘附、架橋交聯(lián)作用，促使微粒凝聚，同時(shí)，還可以發(fā)生物理化學(xué)變化，中和膠體微粒及其懸浮物表面電荷，降低膠團(tuán)的g電位，因而膠體離子由原來(lái)的相斥變成相吸，破壞膠團(tuán)的穩(wěn)定性，粒子相互碰撞而沉降[1]。
　　與其它絮凝劑相比，BKD－2絮凝劑無(wú)毒無(wú)害?；瘜W(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定、極易溶解于水，且價(jià)格低廉、存放方便。
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 燒杯攪拌試驗(yàn)
　　在500mL燒杯中加人制革廢水400mL，調(diào)節(jié)pH值，使其在絮凝劑最佳絮凝pH范圍內(nèi)，先以200r／min的速度攪拌2min，再以40r／min的速度攪拌10 min，靜止20min后過(guò)濾，取濾液測(cè)定CODcr、色度及Cr³⁺濃度等主要指標(biāo)。
2.2.2 沉降試驗(yàn)
　　于100mL具塞量商中，先加人制革廢水，再加人一定劑量的BKD－2絮凝劑，將量簡(jiǎn)來(lái)回倒置10次后靜置。測(cè)定不同時(shí)間下，絮狀物沉降高度，得到絮凝物沉降速度。然后將此沉降的混合液100mL倒入直徑為80mm的布氏漏斗中，在常壓下過(guò)濾，測(cè)定其沉降不同時(shí)間的絮凝污泥量。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 攪拌速度對(duì)絮凝沉淀效果的影響
　　在絮凝劑添加過(guò)程中，一般先用較快速度進(jìn)行攪拌，使絮凝劑與微粒能充分接觸。一旦絮凝作用產(chǎn)生，攪拌速度就應(yīng)該降低，避免破壞已形成的絮團(tuán)。本試驗(yàn)采用快速（200r／min）攪拌與慢速（40r／min）攪拌相結(jié)合的方式，絮凝效果好。

3.2 pH值對(duì)絮凝效果的影響
　　在常溫及絮凝劑投加量為 200mg／L的條件下，考察pH值對(duì)絮凝效果的影響。圖1表明中H值對(duì)BKD－2型絮凝劑處理制革廢水的絮凝效果影響很大。在pH為7－8的范圍內(nèi)CODcr和色度的去除率，達(dá)到最高，分別為68.2％和71.8％。Cr³⁺的去除率在pH值為8.6時(shí)最高，達(dá)到60.6％。因?yàn)樵诖藀H條件下，其一，Cr³⁺生成C₃（OH）₃沉淀，其二，Cr³⁺隨著生成的絮狀物沉淀沉降下來(lái)；隨著pH值的繼續(xù)增加，Cr³⁺的去除率下降較小。同時(shí)，SS的去除率在PH為7.3時(shí)達(dá)到最高，為64.6％。
3.3 絮凝劑投加量對(duì)絮凝效果的影響
　　圖2所示，在常溫及pH值7.0條件下，隨著B(niǎo)KD－2型絮凝劑的加人，CODCr、色度、SS和Cr³⁺的去除率先增大，當(dāng)絮凝劑的投加量為200－250mg／L時(shí)，絮凝效果最好，去除率分別達(dá)到68.2％、71.8％、64.6％和60.6％，投加量繼續(xù)增大時(shí)，絮凝效果下降。

　　剛開(kāi)始投加絮凝劑時(shí)，由于使微粒的表面電位降低，微粒間的表面斥力下降，廢水中的微粒開(kāi)始絮凝；隨著絮凝劑的增加，微粒的表面電位逐漸降到零，廢水中的微粒產(chǎn)生快速絮凝；繼續(xù)投加，微粒的表面電位又開(kāi)始上升，斥力增加，絮凝效果變差。
3.4 絮凝劑投加量對(duì)沉降速度的影響
　　從圖3可以看出：在常溫及pH值7.0條件下，絮凝劑的投加量為200mg／L時(shí)沉降速度最大，也就是絮凝效果最佳；在絮凝劑的投加量為400mg／L時(shí)沉降速度最慢。這說(shuō)明，絮凝劑的投加量超過(guò)最佳值后，隨絮凝劑投加量的加大，沉降速度反而降低。這與前面結(jié)論一致。

3.5 沉降時(shí)間對(duì)污泥量的影響
　　圖4表明：在常溫、最佳投加量及最佳pH值條件下，污泥量隨沉降時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。沉降10min污泥量占沉降60min污泥量的 85％左右，說(shuō)明BKD－2型絮凝劑對(duì)處理制革廢水的沉降速度很快，絮凝效果良好。

3.6 最佳條件下的處理效果
　　取制革廢水各400mL，調(diào)節(jié)PH值為7.0，絮凝劑用量為200mg／L，沉降時(shí)間10min，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 最佳條件下處理效果 編號(hào) 原水 絮凝處理后 Cr³⁺/(mg.L^-1) SS/(mg.L^-1) 色度/(mg.L^-1) CODcr/(mg.L^-1) Cr³⁺/(mg.L^-1) SS/(mg.L^-1) 色度/(mg.L^-1) CODcr/(mg.L^-1) 1 65.2 2234 1120 2180 26.2 781.8 310 675.8 2 66.4 2168 1250 3214 25.9 757.1 360 1125 3 62.1 2334 1360 3002 25.5 916.9 370 930.6 4 78.9 2448 1480 3225 30.0 881.3 430 1161 5 82.5 2639 1520 3146 30.5 897.4 450 1069 6 90.7 2427 1660 3561 36.2 849.5 480 1139

　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，最佳絮凝條件下CODcr、色度、SS和CJ3+的去除率分別穩(wěn)定在65％～70％、70％～75％、64％～66％和60％～65％之間，這就進(jìn)一步說(shuō)明BKD－2絮凝劑對(duì)于制革廢水具有良好的處理效果。

4 結(jié)論

　　①常溫下，BKD－2型絮凝劑最佳絮凝條件：pH7～8，用量200mg／L，先以200r／min的速度攪拌2min，再以40r／min的速度攪拌10min，靜止沉降20min。
　?、贐KD－2型絮凝劑處理制革廢水，最佳絮凝條件下絮物沉降速度最快，沉降10min時(shí)污泥量占沉降60min時(shí)污泥量的 85％左右。
　?、壑聘飶U水經(jīng)BKD－2型絮凝劑絮凝沉降后，為進(jìn)一步用氧化溝、SBR等生物法處理打下基礎(chǔ)，使制革廢水達(dá)標(biāo)排放。

參考文獻(xiàn)：

　　[1] 蔣展鵬.環(huán)境工程學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1991.

　　作者簡(jiǎn)介：隋智慧（1971－），男，黑龍江齊齊哈爾人，博士，目前主要從事工業(yè)廢水治理及環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)等研究工作，電話（010）62348450。