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    碱性印染废水中壬基酚聚氧乙烯醚去除技术

    2021-01-06 08:25:25  来源:wattec
    碱性印染废水中壬基酚聚氧乙烯醚去除技术
    生活污水和天然水体中NPEO的去除和降解一直是相关研究的主体,而厌氧、好氧环境下NPEO的微生物降解途径则是研究的核心.作为水体中NPEO的另一个重要来源——工业废水,NPEO的分布和去除则一直缺乏相应的研究.工业废水中NPEO如何降解?其恶劣水质对NPEO微生物降解的影响如何?现有工业废水处理工艺在NPEO去除过程中效果怎样?本研究试图通过这些问题的回答,就如何控制工业废水NP污染提出建议。
    1 引言
    壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)由于价格优势和可调的亲水亲油平衡值(HLB)在多种工业行业中得到广泛应用.随着分子中环氧乙烷(EO)加成数的增加,NPEO从亲油(加成数1~3)向亲水性(加成数7以上)变化,可制备成乳化剂、润湿剂、洗涤剂、增溶剂等不同用途的印染助剂,成为印染行业中不可或缺的一种添加剂。
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    NPEO由NP和环氧乙烷聚合生成,进入环境后通过多种途径转化成NP、NP(1~3)EO和NP(1~3)EC,这些物质由于具有一定的雌激素效应,会对水体生物产生一定的影响.因此,各国环境机构及行业机构纷纷限定了其在各类产品中的使用。
    牛仔布生产过程中,除了使用到的印染助剂需要添加NPEO外,特有的漂洗过程也大量使用添加了NPEO的高效复配洗涤剂,其排放的废水中NP和NPEO浓度远大于其他印染废水.因此,研究该类废水中NPEO在常规印染废水处理流程下的转化具有更重要的实际意义.基于此,本文通过静态和动态连续降解实验,揭示壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)在碱性牛仔布印染废水中的去除规律.
    2 实验部分
    2.1 模拟牛仔布印染废水
    牛仔布混合废水来自生产过程中的多个环节,其中,浆染、印染和漂洗废水排放量较大,丝光工艺水量*小.由于靛蓝和硫化黑染料使用过程需要加碱,浆染、印染排水pH一般较高,丝光工艺排水碱性更强.因此,尽管漂洗废水量大且接近中性,但废水混合后的pH值通常会大于11。
    本实验原水模拟牛仔布印染混合废水,平均COD为600~700 mg ˙ L-1,由蔗糖(0.64 g ˙ L-1)和其他营养成分组成,硫化黑和靛蓝两种染料投加量分别为0.13 g ˙ L-1和0.032 g ˙ L-1,通过添加氢氧化钠(约0.034 g ˙ L-1)保持废水pH值在9~11之间;另外,还添加保险粉(Na2S2O4,0.038 g ˙ L-1)、小苏打(NaHCO3,0.08 g ˙ L-1)、硫化钠(Na2S,0.13 g ˙ L-1)等印染加工过程中常用的助剂.实验用NPEO采用工业级TX-10,投加量为6.25~12.5 mg ˙ L-1.
    2.2 实验过程
    实验分3个阶段:①一阶段批式实验,考查厌氧环境不同pH条件下,NPEO的降解产物和降解效率;②第二阶段批式实验,考查好氧环境不同pH条件下,NPEO的降解产物和降解效率;③第三阶段模拟印染废水处理工艺,考查连续处理中NPEO的降解产物和降解效率.
    一阶段批式实验采用6个30 L容器,分为3组,每组2个.各组pH值通过投加氢氧化钠分别设定为9.0、9.6和10.2.驯化时植入6 L生活污水处理厂剩余污泥和20 L人工印染配水,每隔2~3 h加氢氧化钠以维持初始pH值,每日厌氧搅拌处理8 h,静置后撇除处理水,次日投入原水重复实验,直至系统COD处理效果稳定完成驯化.采样阶段系统按原方案继续运行,每天分别在反应6 h和8 h后采样,连续6~8 d.水样200 mL,投加甲醇和硫酸抑制微生物反应,置于低温冰箱冷藏保存,次日进行目标物测定.
    第二阶段所用装置及驯化和采样过程与一阶段类似.除搅拌器外,装置增加曝气设备以维持混合液中溶解氧浓度为4 mg ˙ L-1,原水pH值设定为4.5、7.5和9.6.采样时间为反应后3、6及8 h.
    第三阶段连续实验在平行的两套模拟设备中进行,设备配置相同(图 1).水解酸化池采用厌氧折板反应器,池底保留污泥层,水流上升段增设填料,驯化后填料上附着污泥.活性污泥曝气池单元出水经竖流沉淀池泥水分离后排出,沉淀污泥经蠕动泵回到曝气池前端,剩余污泥据累积量不定期排出。
    进水碱性设定pH值11,其他成分同前两阶段配水,各段水力停留时间如下:厌氧水解段9.6 h,好氧曝气段12.7 h,沉淀段3.84 h.采样点设置在原水进水点、水解酸化出水口和末端出水口.经过一个多月驯化,出水常规指标达到印染排水水质要求,此后连续采样检测7 d。
     
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