摘要：采用燒杯攪拌實驗，研究了聚臺氯化鋁（PAC）混凝劑處理3種模擬染料廢水樣品的較佳投加量和較佳pH值。實驗結果表明，投藥濃度為2g/L（以鋁計）時，且分散棕黃水樣、酸性深藍水樣、混合染料水樣的pH分別為9、7及6時，PAC的較佳投藥量分別為18、14及21mL，除濁效果良好，其濁度去除率可達98.0%、95.7%及93.3%，色度去除率可達55.6%、73.1%及55.1%。
印染廢水主要來源于印染加工中的漂煉、染色、印花、整理等工序，而且各工序產生成分各異的污水，使得其水量大、成分復雜、色度深、堿性強，并含有毒有害物質而嚴重污染環境，因此印染廢水的綜合治理已成為當前急需解決的問題之一。
印染廢水主要含有染料、染色助劑、纖維雜質和無機鹽等，其中以染料的污染較為嚴重。大部分染料為人工合成的芳香烴化合物。染料和印染工業廢水種類多，組成復雜，不同水質需要不同的方法處理。
混凝法處理印染廢水具有處理效果好，成本低，既能單獨使用，又可與生化處理相結合等優點，成為處理工業廢水的重要手段。有機高分子絮凝劑由于其結構特點而對染料具有脫色效果好、適用范圍廣、受pH值影響小、用量少、產生的污泥少等特點，但無機混凝劑比有機混凝劑價格低廉。聚合氯化鋁（PAC），分子式[Al(OH)nCl6-n]m，是一種新型無機高分子凈水劑，已廣泛應用于生活飲用水、工業用水凈化及工業廢水、生活廢水。
波濤聚合氯化鋁廠家研究了常用混凝劑聚合氯化鋁（PAC）的投加量和pH對分散棕黃、酸性深藍染料廢水及兩種染料的混合廢水處理效果的影響。
1、實驗部分
1.1實驗藥品
聚合氯化鋁（2g/l，以鋁計），分散棕黃、酸性深藍、鹽酸及燒堿溶液，均為分析純。
1.2主要儀器設備
電子分析天平（FA1104）；紫外可見光分光度計（TU-1800S）；水質濁度儀（SZ002）；酸度計（PB-10）；色度計（HI93727）；六聯升降電動攪拌儀（JJ-4A）。
1.3實驗水樣配制
為了確定適宜印染廢水且經濟有效的混凝劑投加量，選擇分散棕黃、酸性深藍、混合染料廢水進行實驗。
各染料廢水水樣配制：取0.05g染料（混合染料廢水水樣則取分散棕黃和酸性深藍各0.025g），加入500mL水，再取240mL加入5.76L水，配制成6L水樣。得3種水樣的原水水質如表1所示。
表1原水水質情況
| 染料種類 | pH | 濁度/NTU | 吸光度 |
| 分散棕黃 | 8.28 | 23.5 | 0.142 |
| 酸性深藍 | 6.68 | 31.7 | 0.167 |
| 分散棕黃+酸性深藍 | 7.29 | 15.8 | 0.118 |
1.4實驗過程
混凝效果通過處理前后廢水的去濁率和色度去除率來判斷，濁度通過濁度儀測定，色度（以吸光度表示）采用紫外可見光分光光度計測定。
用分析天平稱取分析純聚合氯化鋁5g溶于250mL水中，快速攪拌得2g/L的PAC溶液，混凝實驗中，先將分散棕黃染料的6份1000mL的廢水水樣置于六聯攪拌機上，固定混凝劑投量分別為6、9、12、15、18、21mL，快速攪拌瞬間投加混凝劑，并于15s內設置二次清洗投加。在200r/min的攪拌速度下快速攪拌60s，然后在60r/min的速度下慢速攪拌10min，靜置10min后用吸管取上清液分析其濁度、吸光度。再以同樣的方法對酸性深藍和混合染料廢水水樣進行混凝實驗，其中，酸性深藍廢水水樣的混凝劑投量分別為6、8、10、12、14、16mL，混合染料廢水水樣的混凝劑投量分別為6、9、12、15、18、21mL。
配置與上述實驗相同的3種染料廢水各6份1000mL水樣。對于分散棕黃染料廢水，通過滴加鹽酸及燒堿溶液將六份水樣的pH值分別調至6、7、8、9、10、11，加入此種染料廢水的較佳PAC投量18mL。同樣在200r/min的攪拌速度下快速攪拌60s，快速攪拌瞬間投加混凝劑，并于15s內設置二次清洗投加。然后在60r/min的速度下慢速攪拌10min，靜置10min后取上清液分析其濁度、色度。再以同樣的方法對酸性深藍和混合染料廢水水樣進行混凝實驗，其中，酸性深藍廢水水樣的pH值分別調至5、6、7、8、9、10，混凝劑的投加量為14mL；混合染料廢水水樣的pH值分別調至6、7、8、9、10、11，混凝劑的投加量為21mL。在水樣pH的調節過程中，水樣中有絮體出現，隨著pH的增加，絮體增多，水樣變渾濁。這是因為加入的堿與水樣中的染料發生反應產生了沉淀，屬正常現象。
2、結果與討論
2.1PAC投藥量對印染模擬水處理效果的影響
實驗現象表明，混凝處理后水質較為清澈，形成的礬花大而且量多，呈團狀，效果顯著。隨混凝劑投加量的增加，靜置沉淀后的上清液更加清澈，去濁率也在相應地增加。這是因為鋁鹽的混凝主要是電性中和和吸附架橋作用所致。
由表2看出，對于分散棕黃染料廢水水樣，隨著PAC投量的增加，去濁率先增后減，當PAC投加量為18mL時，去濁率和色度去除率均達到較大，分別為96.9%、64.8%。對于酸性深藍，實驗現象與PAC對分散棕黃的實驗的相近，但效果不及前者顯著。
表2PAC投加量對分散棕黃的混凝實驗結果
| 序號 | PAC投量/mL | 濁度/NTU | 去濁率，% | 吸光度 |
| 1 | 6 | 6.58 | 72.0 | 0.076 |
| 2 | 9 | 5.34 | 77.3 | 0.078 |
| 3 | 12 | 2.54 | 89.2 | 0.074 |
| 4 | 15 | 1.91 | 91.9 | 0.075 |
| 5 | 18 | 0.72 | 96.9 | 0.050 |
| 6 | 21 | 1.28 | 94.6 | 0.074 |
由表3看出，去濁率整體較低，但色度去除率均較高且基本不變。這是因為酸性深藍屬酸性染料，而PAC屬強酸弱堿鹽，使得鋁鹽的電性中和作用被削弱。實驗結果表明，隨著PAC投量的增加，去濁率先增后減，在PAC為14mL時效果較佳，去濁率和色度去除率分別達到85.0%、74.9%。當PAC投加量分別增加到21、16mL時，分散棕黃和酸性深藍上清液的濁度又有增加的趨勢。這是由于鋁鹽投加量超過一定限度產生了“膠體保護”作用，使脫穩膠粒電荷變號或使膠粒被包卷而重新穩定（常稱“再穩”現象）。
表3PAC投加量對酸性深藍的混凝實驗結果
| 序號 | PAC投量/mL | 濁度/NTU | 去濁率，% | 吸光度 |
| 1 | 6 | 6.58 | 72.2 | 0.043 |
| 2 | 8 | 6.61 | 79.1 | 0.044 |
| 3 | 10 | 6.14 | 80.6 | 0.044 |
| 4 | 12 | 5.33 | 83.2 | 0.043 |
| 5 | 14 | 4.75 | 85.0 | 0.042 |
| 6 | 16 | 4.99 | 84.3 | 0.044 |
由表4看出，對于混合染料廢水水樣，當PAC投量達到21mL時，混凝效果達到較佳，去濁率和色度去除率分別為97.4%、44.1%。
表4PAC投加量對混合染料（分散棕黃+酸性深藍）的混凝實驗結果
| 序號 | PAC投量/mL | 濁度/NTU | 去濁率，% | 吸光度 |
| 1 | 6 | 1.20 | 92.4 | 0.070 |
| 2 | 9 | 1.13 | 92.8 | 0.078 |
| 3 | 12 | 1.54 | 90.3 | 0.094 |
| 4 | 15 | 0.71 | 95.5 | 0.069 |
| 5 | 18 | 0.61 | 96.1 | 0.066 |
| 6 | 21 | 0.41 | 97.4 | 0.066 |
故2g/L的PAC溶液作為混凝劑時，3種染料廢水樣品的較佳投加量分別為18、14、21mL。
2.2pH對PAC混凝劑處理印染模擬水效果的影響
實驗現象表明，混凝處理后水質較為清澈，形成的礬花相對細小，量多，效果顯著。
實驗結果表明：pH的改變對PAC處理印染廢水的混凝效果影響較大。這是因為聚合氯化鋁的水解聚合形態強烈地依附與水體的pH值。在低pH值時，水解的主要形態為單體形式，在中性范圍內為多核水解產物Al7(OH)174+Al(OH)153+，高pH值時為Al(OH)3溶膠或Al(OH)4-。
由表5看出，對于分散棕黃染料廢水水樣，在其較佳混凝劑投量時，濁度去除率隨著pH增加而逐漸增加，且均較高。pH=9時，濁度去除率達到較高，為98.0%。當pH＞9時，去濁率又呈下降趨勢。這是因為聚合氯化鋁生成的Al(OH)3溶膠又發生溶解，吸附架橋作用被大大削弱。
表5pH對分散棕黃的混凝實驗結果
| 序號 | pH | 濁度/NTU | 去濁率，% | 吸光度 |
| 1 | 6 | 1.64 | 93.0 | 0.045 |
| 2 | 7 | 1.33 | 94.3 | 0.062 |
| 3 | 8 | 1.10 | 95.3 | 0.073 |
| 4 | 9 | 0.44 | 98.0 | 0.063 |
| 5 | 10 | 1.32 | 94.4 | 0.073 |
| 6 | 11 | 1.41 | 94.6 | 0.087 |
由表6看出，對于酸性深藍染料廢水水樣，在其較佳混凝劑投量且pH=7時，濁度去除率達到較高，為95.7%，去濁率也是先增后減。
表6pH對酸性深藍的混凝實驗結果
| 序號 | pH | 濁度/NTU | 去濁率，% | 吸光度 |
| 1 | 5 | 3.13 | 90.1 | 0.046 |
| 2 | 6 | 1.63 | 94.9 | 0.045 |
| 3 | 7 | 1.37 | 95.7 | 0.045 |
| 4 | 8 | 1.41 | 95.6 | 0.043 |
| 5 | 9 | 2.58 | 91.9 | 0.043 |
| 6 | 10 | 3.38 | 89.3 | 0.041 |
由表7看出，對于混合染料廢水水樣，在其較佳混凝劑投量且pH=6時，濁度去除率達到較高，為93.3%，隨著pH增加去濁率和色度去除率逐漸減小，當pH=11時，去濁率甚至降至80%以下。
表7pH值對混合染料（分散棕黃+酸性深藍）的混凝實驗結果
| 序號 | pH | 濁度/NTU | 去濁率，% | 吸光度 |
| 1 | 6 | 1.06 | 93.3 | 0.053 |
| 2 | 7 | 1.18 | 92.5 | 0.056 |
| 3 | 8 | 1.39 | 91.2 | 0.061 |
| 4 | 9 | 1.36 | 91.4 | 0.079 |
| 5 | 10 | 1.84 | 88.4 | 0.087 |
| 6 | 11 | 3.18 | 79.9 | 0.092 |
3、結論
（1）3種染料廢水的較佳處理條件各不相同，當分散棕黃水樣pH為9時，加入2g/L的PAC18mL時度去濁率可達98.0%，色度去除率可達55.6%。當酸性深藍水樣pH為7時，加入2g/L的PAC14mL時去濁率可達95.7%，色度去除率可達73.1%。當混合染料水樣pH為6時，加入2g/L的PAC21mL時去濁率可達93.3%，色度去除率可達55.1%。
（2）pH對酸性深藍廢水混凝處理的影響大于分散棕黃和混合染料廢水。
