一、絮凝法
絮凝法是采用絮凝剂将染料分子和其他各类杂质进行吸附、絮凝、沉降,以污泥形式排出,从而净化印染废水的方法,常用的絮凝剂有铁盐、铝盐、镁盐、有机高分子和生物高分子。
某些具有絮凝功能的动植物提取物、微生物、矿物及其提取物和环境废物,由于其作为絮凝剂使用时具有安全无毒、易生物降解、无二次污染、以废治废和环境友好等特点,通常称为环境友好絮凝剂。环境友好絮凝剂有从动物中提取的壳聚糖和蛋白质,从辣木种子、葡萄籽和黄秋葵等植物中提取的木质素、淀粉、单宁酸和瓜尔果胶等,从藻类中提取的多糖,以及以微生物本身、其细胞提取物或以代谢产物为主体的微生物絮凝剂。这些动植物提取物和微生物其有效成分主要为多糖、蛋白质、纤维素和核糖等天然高分子物质,作为絮凝剂使用时易生物降解,不会产生二次污染。
此外,随着清洁生产、节能减排和资源化综合利用等理念的逐步推广,以工矿废料和环境废物为原料的絮凝剂得到逐步应用和发展。可用作絮凝剂的工矿废料有铝土矿、稀土渣以及硅藻土、铁矾土的提取物等,可用作絮凝剂的环境废物有粉煤灰、赤泥以及含氯化铁的废水和污泥等。这类矿物和环境废物型絮凝剂的有效成分主要为Fe3+、Al3+和 Mg2+等金属离子,具有无机金属盐絮凝剂的特点。
1.动物提取物型絮凝剂
动物提取物型絮凝剂是指从动物体上提取的具絮凝功能的一类天然高分子物质,根据其主要成分是壳聚糖类和动物性蛋白类。
壳聚糖是甲壳素经脱乙酰基后形成的一种线型天然高分子聚合物,其主要来源于虾和蟹等甲壳类动物。壳聚糖本身无毒,又可生物降解,作为一种环境友好絮凝剂广泛应用于废水处理。由于壳聚糖表面质子化氨基与染料分子上磺酸基的电中和和电吸附作用,壳聚糖絮凝剂对酸性染料、活性染料和直接染料等阴离子型染料的去除率基本在95%以上。氨基的质子化过程受环境pH影响显著,造成壳聚糖仅在偏酸性环境中才有较好的絮凝效果,且对投加量的控制较严格。
一些从动物皮、毛和骨中提取的蛋白质(如胶原蛋白和角蛋白等)具有絮凝和吸附活性,也常用作絮凝剂处理印染废水。如改性狗毛蛋白与壳聚糖复配使用时,对酸性湖蓝A、活性红K2BP、阳离子蓝X-GRRL和分散蓝2BLN这4种染料的脱色率分别达到了97.4%、97.3%、100.0%和97.0%。尽管如此,动物性蛋白类絮凝剂提取过程复杂,投加量大,在实际印染废水处理中的应用较少。(https://www.daowen.com)
2.植物提取物型絮凝剂
主要是指从植物中提取的具有絮凝功能的糖类、蛋白质、纤维素、木质素和有机酸等天然高分子物质。植物提取物型絮凝剂具有可生物降解、无毒、来源广泛和环境友好的特点,使其成为合成高分子絮凝剂的有效替代品之一。
3.微生物型絮凝剂
微生物型絮凝剂是一类由絮凝微生物和其分泌的代谢产物组成的天然高分子物质,根据其来源不同可分为细胞型、细胞提取物型和复合型。微生物型絮凝剂在印染废水处理中具有广谱的絮凝活性,既可用于处理低浓度、成分单一的染料废水,又可用于处理高浓度、成分复杂的印染废水。在pH的控制上,微生物型絮凝剂的适宜pH范围较宽泛,且多处在中性和碱性条件,与实际印染废水的pH接近,可减少絮凝过程pH的调节。在使用方式上,微生物型絮凝剂可单独使用,与无机金属盐絮凝剂复配使用时效果更佳。
4.矿物和环境废物型絮凝剂
矿物和环境废物型絮凝剂是指可通过直接或间接的利用某些矿物、土壤和环境废料中含有的Fe3+、Al3+、Mg2+和Si4+等无机离子实现对废水絮凝处理的一类物质的统称。因此,矿物和环境废物型絮凝剂具有无机絮凝剂的特性,形态多样,来源广泛。
某些固体废物和废水如粉煤灰、污泥和废卤水等也作为絮凝剂处理印染废水。在印染废水处理过程中,粉煤灰除可制备絮凝剂聚硅酸氯化铝(PSAFC)以外,还兼具吸附和助凝功能,与其他絮凝剂联合使用时既降低了废水处理成本又提高了絮凝效果。