印染废水回用处理工艺

3.2 PS氧化正交试验研究

在单因素实验基础上利用正交试验进行实验优化，采用3因素3位级正交试验，正交试验方案与试验结果分析见表 1和表 2.由表 1和表 2可确定PS氧化反应中各因素对有机物去除率影响的强弱顺序为：温度>初始PS浓度>pH.其中，温度的极差为0.36，高于其他因素，是影响有机物去除效果的主要因素.由此得到最适宜的PS氧化条件为：pH为5.0，初始PS浓度为1000 mg · L-1，反应温度为75 ℃.

表1 正交试验方案与结果

表2 正交试验计算分析表

通过条件试验研究表明，PS氧化处理印染废水ROC的适宜条件为:pH为5.0，初始PS浓度为1000 mg · L-1，反应温度为75 ℃;正交优化试验研究表明，PS氧化处理印染废水ROC的最适宜条件和条件试验完全一致，表明在此条件下利用PS处理印染ROC可以达到较好的有机物去除效果.

3.3 PS反应过程中各组分的变化

PS氧化反应过程中由于投加PS氧化废水中的难降解有机物，反应过程中溶液的各组分发生了变化，主要包括无机和有机成分的变化.无机组分的变化主要是指ROC中的硫酸钠随着反应的持续进行浓度不断升高.从图 4可以看出，在投加1000 mg · L-1的PS条件下，6 h后出水硫酸根的浓度上升到10350 mg · L-1，出水回用于印染工艺，浓水中的高浓度硫酸盐不仅没有浪费，而且得到提升并作为染色助剂应用，减少染色工艺投加硫酸钠10 g · L-1以上，硫酸钠市场成本为0.68元· kg-1，节约成本6.8元· m-3.有机组分的变化主要是指ROC中的难降解有机物在PS作用下不断矿化的过程.ROC中的TOC在4 h的反应时间内降低到1.0 mg · L-1以下，表明经PS氧化后废水中的难降解有机物数量明显减少，实现了难降解有机物的基本矿化.

图4 PS反应前后硫酸根和TOC的变化

3.4 石灰苏打软化印染ROC研究

3.4.1 石灰投加量的影响

石灰可以有效脱除水体中的镁离子，其相应的反应方程式如下：

由于Mg(OH)2的Ksp(1.8×10-11)比Ca(OH)2的Ksp(5.5×10-6)小5个数量级，石灰投加入溶液中以后，生成更难溶的Mg(OH)2沉淀使溶液中的镁离子得到去除(蔡明招等，2009).溶液中的总硬度、钙硬度、镁硬度和pH随石灰投加量的变化见图 4.总硬度、钙硬度和溶液的pH随石灰投加量的增加不断增加，相反地，镁硬度却在不断降低.当石灰的投加量增加到150 mg · L-1时，溶液的pH达到10.2，镁硬度降低到1.2 mg · L-1，继续投加石灰，镁硬度变化不大(p>0.05)，表明石灰投加量已满足溶液中Mg2+的去除，确定此反应体系适宜的石灰投加量为150 mg · L-1.

图5 石灰投加量对硬度和pH的影响

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