印染廢水具有水質水量波動大、有機污染物含量高、色度高等特點，處理難度大�；炷ㄊ怯∪緩U水預處理的重要技術方法，能有效降低廢水污染負荷�；炷ㄌ幚碛∪緩U水的關鍵在于絮凝劑的選擇及混凝條件的控制。復合鋁鐵無機高分子絮凝劑由鋁鹽和鐵鹽共聚復合而成，兼具鋁鹽凈水效果優良，鐵鹽沉降速度快、水處理成本低之優點，同時還克服了鋁鹽殘存量大、鐵鹽易泛黃的不足，對工業廢水具有良好的處理效果。目前國內印染工業園區廢水處理普遍以聚合氯化鋁為主，復合鋁鐵無機高分子絮凝劑的應用較少。面臨日益嚴峻的剩余污泥處理形勢，針對絮凝劑的制備、投藥影響因素及作用機理開展的研究較多，而絮凝劑產生的污泥量卻鮮有系統研究和報道。因此，筆者以廣州增城某工業園印染廢水為處理對象，采用市面上銷售的復合鋁鐵絮凝劑產品進行絮凝預處理研究，考察了投藥量、 pH 及溫度對有機物去除效率的影響，結合過程ζ 電位變化探討了絮凝機理，并對絮凝劑產生的干污泥產量進行了研究和比較，以期為印染廢水處理工程中絮凝劑的選擇和使用提供依據。
1 試驗部分
1.1 試驗儀器與藥劑
JJ-1 型電動攪拌儀，上海雷韻試驗儀器制造有限公司；DK 型恒溫水浴槽，上海精宏實驗設備有限公司； XJ-III 型COD 消解裝置，上海銀澤儀器設備有限公司；pHS-3C 型pH 計，上海雷韻試驗儀器制造有限公司；Zetasizer Nano ZS90 型Zeta 電位分析儀，英國馬爾文儀器有限公司；SXG07122 型馬弗爐，天津中環實驗電爐有限公司。
聚合氯化鋁鐵（PAFC，Al2O3 質量分數≥27.0％， Fe2O3 質量分數≥3％）、聚合硫酸氯化鋁鐵（PAFCS， Al2O3 質量分數≥11.0％，Fe2O3 質量分數≥2.2％）、聚合氯化鋁（PAC，Al2O3 質量分數≥29.0％）、聚合硫酸鐵（PFS，Fe2O3 質量分數≥18.0％）。各絮凝劑均來自北京某環保科技有限公司，使用前均用蒸餾水配制成質量分數為2.5％的溶液。
1.2 廢水水質
印染廢水取自廣州增城某印染工業園的廢水集中處理廠，廢水的COD 為560 mg/L，pH 為10.00，SS 為300 mg/L。
1.3 試驗方法
在1 L 燒杯中加入400 mL 印染廢水，置于恒溫水浴槽中，向燒杯中分別加入一定量的絮凝劑溶液，以500 r/min 的速度快速攪拌15 s，然后以50 r/min 的速度慢速攪拌3 min。靜置沉淀30 min 后，取上清液測定各項指標。
絮凝劑形成的污泥經過濾后烘干測定干污泥量，污泥產率系數按式（1）計算。
1.4 分析方法
COD 測定采用快速密閉催化消解法；ζ 電位采用Zeta 電位分析儀測定；干污泥量采用烘干法測定。
2 結果與討論
2.1 投藥量的影響
試驗維持廢水水溫為25 ℃，初始pH 為10.0，考察投藥量對COD 去除率及ζ 電位的影響，見圖 1、圖 2。圖 1 顯示，投藥量為620 mg/L 時，PAFC、 PAFCS、PAC、PFS 對應的COD 去除率分別為52.6％、 43.6%、39.8％、32.1％。與PAC、PFS 相比，絮凝劑 PAFC 和PAFCS 的COD 去除率較高。絮凝劑投加量存在適宜的范圍，過低或過高均不利于膠體顆粒的沉淀。結合圖 2 絮凝過程的ζ 電位分析可知，在投藥初始階段絮凝劑形成的羥基配合物吸附在膠粒表面，使ζ 電位逐漸下降為零，膠體表面擴散層被壓縮導致相互碰撞形成絮體。隨著絮凝劑的繼續投加，ζ 電位＞0，COD 去除率繼續升高，可能是在絮凝過程中架橋、網捕等其他作用所致。當絮凝劑投加量過高時，膠體表面吸附足量正電荷，重新恢復穩定狀態，絮凝效率下降。PAFC、PAFCS、PAC、PFS 的實際最佳投藥量分別為620、1 250、1 250、1 250 mg/L，ζ 電位為零時對應的理論最佳投藥量PAFC＜PAFCS＜PAC＜ PFS，說明絮凝劑PAFC 和PAFCS 具有投藥量少的特點。
2.2 廢水初始pH 的影響
試驗維持廢水水溫為25℃，投藥量為620 mg/L，廢水初始pH 對COD 去除率的影響，如圖 3 所示。
由圖 3 可見，pH 在5.0~10.0 范圍內，COD 去除率隨著pH 升高呈先升高后降低的趨勢。其原因可能是酸性條件對水解不利，還會抑制多鐵核羥基配合物和多鋁核羥基配合物等以OH-作為架橋形成多核正電配離子的過程；在中性至弱堿性條件下，由于鋁和鐵水解生成的多核多羥基絡合物具有電中和、吸附架橋以及長鏈大分子的卷帶網捕作用，使分散的膠體顆粒聚集成絮體沉降下來；在強堿性條件下，多鐵核羥基配合物和多鋁核羥基配合物生成氫氧化鐵和氫氧化鋁溶膠，導致混凝效果下降。pH 約為8.5 時絮凝效果最佳，PAFCS、PAFC、PAC、PFS 對應的 COD 去除率分別為48.2%、62.5%、42.5％、36.4％。
2.3 廢水水溫的影響
試驗維持投藥量為620 mg/L，廢水初始pH 為 10.0，考察水溫對COD 去除率的影響，如圖 4 所示。
由圖 4 可見，溫度在15~35 ℃范圍內，絮凝劑對 COD 的處理效果隨著溫度升高而升高。溫度升高可提供絮凝劑水解所需的熱量并增加顆粒碰撞機會，促進絮體形成。25 ℃時PAFCS、PAFC、PAC、PFS 的 COD 去除率分別為43.6％、52.6％、39.8％、32.1％。與 PAC、PFS 相比，PAFC 與PAFCS 的COD 去除率較高。
2.4 絮凝劑污泥產量比較
陳中穎等曾報道了PFS 和PAC 的化學污泥產率系數，分別為4.36、6.31 g/g。在實際污水處理中，這一系數還將不同程度地受到污水水質特征、絮凝劑成分以及使用量等諸多因素的影響。維持絮凝劑投藥量為620 mg/L，初始pH 為10.0，廢水水溫25℃，測定絮凝劑的干污泥產量，如圖 5 所示。
在絮凝劑投加量相同的條件下，PAFC 與PAC 形成的干污泥量較多，PAFCS 與PFS 形成的干污泥量較少，這可能由于PAFC 與PAC 的有效鋁鐵成分較高，而PAFCS 與PFS 的有效鋁鐵成分較少，因而造成干污泥產量的差異。PAFCS、PAFC、PAC、PFS 形成的干污泥量均值分別為498.80、821.69、777.23、 584.28 mg，對應的干污泥轉化系數分別為0.80、 1.33、1.25、0.94 g/g，轉化為對應的鋁鐵當量化學污泥產率系數分別為6.47、6.23、6.14、4.89 g/g，基本與報道的絮凝劑化學污泥產率系數范圍相符。由于 PAFC 的有效鋁鐵成分高，結合圖 1 分析，其處理每噸廢水的最佳投藥量僅為PAFCS 的1/2，對應的干污泥量低于PAFCS。因此在廢水實際處理工程中 PAFCS 與PAFC 處理每噸印染廢水產生的干污泥量低于PAC 與PFS。
3 結論
（1）與常用的無機高分子聚合絮凝劑PAC、PFS 相比，PAFC 與PAFCS 的投藥量少，COD 去除率高。 PAFC、PAFCS、PAC、PFS 的最佳投藥量分別為620、 1 250、1 250、1 250 mg/L。投藥量為620 mg/L 時，PAFC、PAFCS、PAC、PFS 對應的COD 去除率分別為 52.6％、43.6%、39.8％、32.1％。具體參見http://www.xhxdt.com更多相關技術文檔。
（2）絮凝劑去除COD 的適宜pH 范圍約為7.0~ 8.5；絮凝劑對COD 的去除率隨著溫度升高而升高。
（3）在相同的絮凝劑投加量條件下，PAFCS、 PAFC、PAC、PFS 形成的干污泥量均值分別為 498.80、821.69、777.23、584.28 mg，對應的干污泥轉化系數分別為0.80、1.33、1.25、0.94 g/g。實際廢水處理工程中PAFCS 與PAFC 處理每噸印染廢水產生的干污泥量低于PAC 與PFS。
