印染行業(yè)用水量大、回用率低、水資源浪費嚴重，深度處理印染廢水并進行回用，不僅可節(jié)約大量新鮮水，還能直接減少廢水排放量，對促進印染行業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要意義〔1〕。近年來混凝劑被廣泛用于印染廢水處理中〔2〕。雙氰胺脫色劑是一種陽離子甲醛雙氰胺樹脂縮聚物，集脫色、去除CODCr等功能于一體。其脫色機理是高密度陽離子基團與廢水中染料分子的磺酸基、羧酸基等陰離子基團相結(jié)合形成疏水性難溶鹽并從水中分離出來，從而達到脫色目的。雙氰胺脫色劑與PAC 復配使用可以提高絮體沉降性能，彌補有機高分子混凝劑單獨使用時絮體沉降性能欠佳的不足，強化混凝效果。筆者以山東某家紡企業(yè)的印染廢水二級處理出水為研究對象，以色度、CODCr、UV254去除率作為主要考察指標，將雙氰胺脫色劑與聚合氯化鋁（PAC）復配使用進行強化混凝試驗。
1 試驗部分
1.1 試驗水質(zhì)
試驗所用污水系某印染廠生化處理尾水，其CODCr為200~300 mg/L，pH 為8.0~8.5，色度為1 800~2 000 度，UV254為4.2~4.3 cm-1。
1.2 材料及儀器
材料：PAC，Al2O3質(zhì)量分數(shù)為8%~10%，武漢銀河化工精細有限公司；雙氰胺脫色劑，無色或淡黃色透明黏稠液體，固含量≥50％，鞏義市濰瀾水電設(shè)備材料廠。
儀器：UV1201 型紫外分光光度計，北京瑞利分析儀器公司；Sarter 3C pH 計，奧豪斯儀器有限公司；MY3000-6A 型混凝試驗攪拌儀，武漢市梅宇儀器有限公司。
1.3 混凝實驗
向燒杯中加入1 L水樣（水溫為25 ℃），置于混凝試驗攪拌儀中，投加不同劑量的PAC 和雙氰胺脫色劑，在200 r/min 轉(zhuǎn)速下快速攪拌30 s，再以45r/min 慢速攪拌10 min，靜置沉降15 min，從取樣口小心取樣，測定上清液的CODCr、色度及UV254。
1.4 分析方法
CODCr采用重鉻酸鉀法測定，UV254采用紫外分光光度法測定，色度用鉑鈷標準比色法測定。
2 結(jié)果及分析
2.1 復配混凝劑投加量的確定
首先確定PAC 的最佳投加量，結(jié)果見圖1。
圖1 PAC 最佳投加量的確定
由圖1 可見：CODCr去除率隨PAC 投加量的增加而提高，當PAC 投加量＞87.5 mg/L 后，CODCr去除率下降。原因是鋁鹽投加量超過一定限度時產(chǎn)生了“膠體保護”作用，使脫穩(wěn)膠粒被包卷而重新穩(wěn)定（也稱“再穩(wěn)”現(xiàn)象）〔3 〕，導致CODCr去除率下降。而脫色率和UV254去除率則隨PAC 投加量的增加持續(xù)升高，這可能與廢水中復雜的染料性質(zhì)有關(guān)。當PAC投加量為87.5 mg/L 時，CODCr去除率出現(xiàn)峰值（33.51% ），脫色率、UV254去除率也較高（分別為31.95%、26.92%），所以PAC 最佳投加量為87.5 mg/L。
在快速攪拌速度為200 r/min，攪拌30 s，慢速攪拌速度為45 r/min，攪拌10 min，同時投加PAC 和雙氰胺脫色劑（PAC 投加量87.5 mg/L）的條件下，考察雙氰胺脫色劑的最佳投加量，結(jié)果見圖2。
圖2 表明：脫色率、CODCr去除率和UV254去除率隨雙氰胺脫色劑投加量的增加而提高，當其投加量為0.12 mL/L 時，混凝效果明顯改善，其CODCr去除率、脫色率和UV254去除率相對于未添加雙氰胺脫色劑時分別提高了20%、40%、10%；當雙氰胺脫色劑投加量超過0.12 mL/L 后，CODCr去除率和UV254去除率下降，脫色率繼續(xù)升高并趨于平緩。雙氰胺脫色劑用量越大，對印染廢水的脫色率越高，這是由于雙氰胺脫色劑作為有機聚合電解質(zhì)在水中具有電中和、吸附、卷掃作用〔4-5〕。另外，活性染料分子含有的—SO3-、—COO-也能與陽離子型的雙氰胺脫色劑發(fā)生化學反應(yīng)，形成大分子物質(zhì)從而脫穩(wěn)混凝分離出來〔6〕。綜合考慮CODCr和UV254的去除效果，確定雙氰胺脫色劑的最佳投加量為0.12 mL/L。
圖2 雙氰胺脫色劑最佳投加量的確定
綜上，PAC 與雙氰胺脫色劑復配使用時的去除效果較單獨投加PAC 的效果好，最佳復合配比為0.12 mL/L 雙氰胺脫色劑+87.5 mg/L PAC。
2.2 投加方式對混凝效果的影響
在最佳復合配比（0.12 mL/L 雙氰胺脫色劑+87.5 mg/L PAC）、慢速攪拌（45 r/min，攪拌10 min）下，研究了投加方式對污染物去除效果的影響。試驗采用3 種投加方式：（1）先投加PAC，以200 r/min 攪拌30 s，再加雙氰胺脫色劑攪拌30 s；（2）先投加雙氰胺脫色劑，以200 r/min 攪拌30 s，再加入PAC 攪拌30 s；（3）同時投加PAC 與雙氰胺脫色劑，于200r/min 快速攪拌30 s。由試驗結(jié)果可知，方式1、方式3對CODCr的去除效果最好（去除率分別為54.64%、59.99%），方式2 最差（去除率為46.72%），據(jù)此后續(xù)試驗采用PAC 與雙氰胺脫色劑同步投加方式。
2.3 pH 對混凝效果的影響
用質(zhì)量分數(shù)均為10%的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)水樣pH，按最佳復合配比和最佳投加方式進行混凝試驗，結(jié)果見圖3。由圖3 可見，該復合混凝劑對pH 的適應(yīng)性較強。pH=3 ~9 時去除污染物效果比較明顯，CODCr去除率為42%~53%，脫色率為68%~78%，UV254去除率為41%~47%（pH 在3~7 時基本維持穩(wěn)定且略有上升趨勢，pH 在7~9 時處理效果略有下降），pH＞9 后明顯下降。原因在于堿度太高使得鋁鹽更多轉(zhuǎn)化為Al（OH）3膠體、〔Al（OH）4〕-、〔Al（OH）5〕2-等，這些水解產(chǎn)物帶負電或不帶電荷，不能與負電性的染料膠粒表面發(fā)生電中和作用，且吸附架橋作用減弱，混凝效果不好〔7〕；此外pH 增大，復合混凝劑的荷正電率會降低〔8〕，不利于與染料形成締合物〔9〕。綜上所述，pH 為7 時混凝效果最佳，弱酸性效果好于弱堿性。
圖3 pH 對混凝效果的影響
2.4 攪拌方式對混凝效果的影響
以CODCr去除率為考察指標，選取快速攪拌速度（A）、快速攪拌時間（B）、慢速攪拌速度（C）、慢速攪拌時間（D）為影響因素，進行四因素三水平的L9（34）正交試驗。因素水平的選取參考了前期單因素試驗的結(jié)果，各因素水平見表1，試驗結(jié)果見表2。
表1 因素水平
表2 正交試驗結(jié)果
根據(jù)表2 可知：各因素對混凝效果的影響順序為A＞C＞B＞D。水平優(yōu)選組合為A1B1C2D2，相應(yīng)的G值為27.05 s-1，GT 值為1.62×104。
整體來看，在當前試驗條件下攪拌方式對CODCr的去除效果影響不大。為節(jié)省動力費用，最佳攪拌方式選擇快速攪拌速度200 r/min，攪拌30 s，慢速攪拌速度45 r/min，攪拌10 min。具體參見http://www.xhxdt.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3 結(jié)論
（1）復合混凝劑的最佳復合配比為0.12 mL/L雙氰胺脫色劑+87.5 mg/L PAC，在pH=7 下同時投加PAC 和雙氰胺脫色劑, 以200 r/min 快速攪拌30 s，再以45 r/min 慢速攪拌10 min，沉淀45 min，混凝處理后CODCr去除率、脫色率、UV254去除率分別達到57.70%、74.73%、36.50%。
（2）攪拌時各因素對混凝效果的影響依次為：快速攪拌速度>慢速攪拌速度>快速攪拌時間>慢速攪拌時間；最佳攪拌方式為：快速攪拌速度200 r/min，慢速攪拌速度45 r/min，快速攪拌時間30 s，慢速攪拌時間10 min。
（3）復合混凝劑處理可作為印染廢水深度處理的預處理工藝，降低難生物降解的大分子有機化合物濃度，有效減少后續(xù)處理工藝的污染物負荷。
