印染行业用水量大、回用率低、水资源浪费严重，深度处理印染废水并进行回用，不仅可节约大量新鲜水，还能直接减少废水排放量，对促进印染行业可持续发展有重要意义〔1〕。近年来混凝剂被广泛用于印染废水处理中〔2〕。双氰胺脱色剂是一种阳离子甲醛双氰胺树脂缩聚物，集脱色、去除CODCr等功能于一体。其脱色机理是高密度阳离子基团与废水中染料分子的磺酸基、羧酸基等阴离子基团相结合形成疏水性难溶盐并从水中分离出来，从而达到脱色目的。双氰胺脱色剂与PAC 复配使用可以提高絮体沉降性能，弥补有机高分子混凝剂单独使用时絮体沉降性能欠佳的不足，强化混凝效果。笔者以山东某家纺企业的印染废水二级处理出水为研究对象，以色度、CODCr、UV254去除率作为主要考察指标，将双氰胺脱色剂与聚合氯化铝（PAC）复配使用进行强化混凝试验。

1 试验部分

1.1 试验水质

试验所用污水系某印染厂生化处理尾水，其CODCr为200～300 mg/L，pH 为8.0～8.5，色度为1 800～2 000 度，UV254为4.2～4.3 cm-1。

1.2 材料及仪器

材料：PAC，Al2O3质量分数为8%～10%，武汉银河化工精细有限公司；双氰胺脱色剂，无色或淡黄色透明黏稠液体，固含量≥50％，巩义市潍澜水电设备材料厂。

仪器：UV1201 型紫外分光光度计，北京瑞利分析仪器公司；Sarter 3C pH 计，奥豪斯仪器有限公司；MY3000-6A 型混凝试验搅拌仪，武汉市梅宇仪器有限公司。

1.3 混凝实验

向烧杯中加入1 L水样（水温为25 ℃），置于混凝试验搅拌仪中，投加不同剂量的PAC 和双氰胺脱色剂，在200 r/min 转速下快速搅拌30 s，再以45r/min 慢速搅拌10 min，静置沉降15 min，从取样口小心取样，测定上清液的CODCr、色度及UV254。

1.4 分析方法

CODCr采用重铬酸钾法测定，UV254采用紫外分光光度法测定，色度用铂钴标准比色法测定。

2 结果及分析

2.1 复配混凝剂投加量的确定

首先确定PAC 的最佳投加量，结果见图1。

图1 PAC 最佳投加量的确定

由图1 可见：CODCr去除率随PAC 投加量的增加而提高，当PAC 投加量＞87.5 mg/L 后，CODCr去除率下降。原因是铝盐投加量超过一定限度时产生了“胶体保护”作用，使脱稳胶粒被包卷而重新稳定（也称“再稳”现象）〔3 〕，导致CODCr去除率下降。而脱色率和UV254去除率则随PAC 投加量的增加持续升高，这可能与废水中复杂的染料性质有关。当PAC投加量为87.5 mg/L 时，CODCr去除率出现峰值（33.51% ），脱色率、UV254去除率也较高（分别为31.95%、26.92%），所以PAC 最佳投加量为87.5 mg/L。

在快速搅拌速度为200 r/min，搅拌30 s，慢速搅拌速度为45 r/min，搅拌10 min，同时投加PAC 和双氰胺脱色剂（PAC 投加量87.5 mg/L）的条件下，考察双氰胺脱色剂的最佳投加量，结果见图2。

图2 表明：脱色率、CODCr去除率和UV254去除率随双氰胺脱色剂投加量的增加而提高，当其投加量为0.12 mL/L 时，混凝效果明显改善，其CODCr去除率、脱色率和UV254去除率相对于未添加双氰胺脱色剂时分别提高了20%、40%、10%；当双氰胺脱色剂投加量超过0.12 mL/L 后，CODCr去除率和UV254去除率下降，脱色率继续升高并趋于平缓。双氰胺脱色剂用量越大，对印染废水的脱色率越高，这是由于双氰胺脱色剂作为有机聚合电解质在水中具有电中和、吸附、卷扫作用〔4-5〕。另外，活性染料分子含有的—SO3-、—COO-也能与阳离子型的双氰胺脱色剂发生化学反应，形成大分子物质从而脱稳混凝分离出来〔6〕。综合考虑CODCr和UV254的去除效果，确定双氰胺脱色剂的最佳投加量为0.12 mL/L。

图2 双氰胺脱色剂最佳投加量的确定

综上，PAC 与双氰胺脱色剂复配使用时的去除效果较单独投加PAC 的效果好，最佳复合配比为0.12 mL/L 双氰胺脱色剂+87.5 mg/L PAC。

2.2 投加方式对混凝效果的影响

在最佳复合配比（0.12 mL/L 双氰胺脱色剂+87.5 mg/L PAC）、慢速搅拌（45 r/min，搅拌10 min）下，研究了投加方式对污染物去除效果的影响。试验采用3 种投加方式：（1）先投加PAC，以200 r/min 搅拌30 s，再加双氰胺脱色剂搅拌30 s；（2）先投加双氰胺脱色剂，以200 r/min 搅拌30 s，再加入PAC 搅拌30 s；（3）同时投加PAC 与双氰胺脱色剂，于200r/min 快速搅拌30 s。由试验结果可知，方式1、方式3对CODCr的去除效果最好（去除率分别为54.64%、59.99%），方式2 最差（去除率为46.72%），据此后续试验采用PAC 与双氰胺脱色剂同步投加方式。

2.3 pH 对混凝效果的影响

用质量分数均为10%的稀盐酸和氢氧化钠溶液调节水样pH，按最佳复合配比和最佳投加方式进行混凝试验，结果见图3。由图3 可见，该复合混凝剂对pH 的适应性较强。pH=3 ～9 时去除污染物效果比较明显，CODCr去除率为42%～53%，脱色率为68%～78%，UV254去除率为41%～47%（pH 在3～7 时基本维持稳定且略有上升趋势，pH 在7～9 时处理效果略有下降），pH＞9 后明显下降。原因在于碱度太高使得铝盐更多转化为Al（OH）3胶体、〔Al（OH）4〕-、〔Al（OH）5〕2-等，这些水解产物带负电或不带电荷，不能与负电性的染料胶粒表面发生电中和作用，且吸附架桥作用减弱，混凝效果不好〔7〕；此外pH 增大，复合混凝剂的荷正电率会降低〔8〕，不利于与染料形成缔合物〔9〕。综上所述，pH 为7 时混凝效果最佳，弱酸性效果好于弱碱性。

图3 pH 对混凝效果的影响

2.4 搅拌方式对混凝效果的影响

以CODCr去除率为考察指标，选取快速搅拌速度（A）、快速搅拌时间（B）、慢速搅拌速度（C）、慢速搅拌时间（D）为影响因素，进行四因素三水平的L9（34）正交试验。因素水平的选取参考了前期单因素试验的结果，各因素水平见表1，试验结果见表2。

表1  因素水平

表2  正交试验结果

根据表2 可知：各因素对混凝效果的影响顺序为A＞C＞B＞D。水平优选组合为A1B1C2D2，相应的G值为27.05 s-1，GT 值为1.62×104。

整体来看，在当前试验条件下搅拌方式对CODCr的去除效果影响不大。为节省动力费用，最佳搅拌方式选择快速搅拌速度200 r/min，搅拌30 s，慢速搅拌速度45 r/min，搅拌10 min。。

3 结论

（1）复合混凝剂的最佳复合配比为0.12 mL/L双氰胺脱色剂+87.5 mg/L PAC，在pH=7 下同时投加PAC 和双氰胺脱色剂, 以200 r/min 快速搅拌30 s，再以45 r/min 慢速搅拌10 min，沉淀45 min，混凝处理后CODCr去除率、脱色率、UV254去除率分别达到57.70%、74.73%、36.50%。

（2）搅拌时各因素对混凝效果的影响依次为：快速搅拌速度>慢速搅拌速度>快速搅拌时间>慢速搅拌时间；最佳搅拌方式为：快速搅拌速度200 r/min，慢速搅拌速度45 r/min，快速搅拌时间30 s，慢速搅拌时间10 min。

（3）复合混凝剂处理可作为印染废水深度处理的预处理工艺，降低难生物降解的大分子有机化合物浓度，有效减少后续处理工艺的污染物负荷。