摘要

印染廢水具有成分復雜、色度高、有機物含量高等特點，是工業廢水處理中的難點。聚合氯化鋁(PAC)作為一種高效無機高分子絮凝劑，因其優異的混凝性能、較寬的pH適應范圍和較低的處理成本，在印染廢水處理中得到廣泛應用。本文系統分析了PAC的化學特性與作用機理，詳細探討了其在印染廢水脫色、COD去除、懸浮物沉降等方面的應用效果，并通過實際工程案例驗證了其處理效能。同時，對PAC與其他藥劑的復配使用、工藝參數優化及存在的問題進行了深入分析，為印染廢水處理工藝設計提供理論依據和技術參考。

關鍵詞：聚合氯化鋁；印染廢水；絮凝劑；脫色；廢水處理

1. 引言

1.1 印染廢水特性與處理難點

印染廢水主要來源于紡織行業的退漿、煮練、漂白、染色、印花和整理等工序，具有以下典型特征：

• 高色度：染料殘留導致色度達500-5000倍

• 高COD：有機物含量高，COD通常在800-5000mg/L

• 成分復雜：含染料、助劑、漿料、重金屬等

• 水質波動大：隨生產工藝變化顯著

傳統生物處理法對色度和難降解有機物去除效果有限，化學絮凝法因其快速高效成為印染廢水預處理或深度處理的關鍵技術。

1.2 聚合氯化鋁(PAC)的特點

PAC（[Al?(OH)?Cl???]?）是一種無機高分子混凝劑，與傳統鋁鹽相比具有：

1. 絮凝效果好：高電荷聚合鋁形態

2. pH適應廣：適宜pH 5-9

3. 沉降速度快：形成絮體大而密實

4. 殘渣量少：Al³?殘留低于硫酸鋁30%

2. PAC的作用機理

2.1 電中和作用

PAC水解產物如[Al??O?(OH)??(H?O)??]??等高價聚合陽離子，可有效中和染料膠體顆粒表面負電荷，破壞其穩定性。

2.2 吸附架橋作用

PAC的長鏈聚合物結構可在顆粒間形成"架橋"，促進微絮體聚集成大顆粒。

2.3 網捕卷掃作用

形成的Al(OH)?沉淀物可網捕分散的染料分子和膠體顆粒。

2.4 染料去除機制

1. 離子型染料：通過電荷中和

2. 分散染料：依賴吸附架橋

3. 活性染料：結合沉淀與化學鍵合

3. 處理效果影響因素

3.1 工藝參數優化

3.2 水質特性影響

1. 染料類型：活性染料>分散染料>還原染料

2. 鹽度：高鹽度(>5000mg/L)降低處理效率

3. 有機物組成：含PVA漿料會吸附PAC

4. 工程應用案例

4.1 棉紡印染廢水處理

項目概況：

• 水量：3000m³/d

• 原水COD 1200mg/L，色度800倍

• 處理工藝：

   

  復制

  廢水→調節池→PAC混凝(80mg/L)→PAM助凝→氣浮→生物處理→出水

運行效果：

• 色度去除率85%

• COD去除率45%

• 污泥量減少25%對比硫酸鋁

4.2 化纖印染廢水深度處理

創新工藝：
采用PAC-H?O?催化氧化組合工藝：

1. PAC(100mg/L)混凝去除懸浮染料

2. H?O?(200mg/L)在Fe²?催化下氧化溶解性染料
   處理效果：

• 色度從300倍降至10倍

• COD從250mg/L降至50mg/L

4.3 牛仔布洗漂廢水處理

特殊挑戰：

• 含大量靛藍染料

• 高懸浮物(>500mg/L)
  解決方案：
  PAC(150mg/L)+陰離子PAM(1mg/L)三級絮凝：

• 色度去除92%

• SS去除95%

5. 復配技術研究

5.1 PAC與有機絮凝劑復配

1. PAC+陽離子PAM：

   • 提高絮體強度

   • 適用含棉毛廢水

2. PAC+殼聚糖：

   • 生物可降解

   • 減少鋁殘留30%

5.2 與其他無機藥劑聯用

1. PAC+FeCl?：

   • 拓寬pH適應范圍

   • 增強重金屬去除

2. PAC+Ca(OH)?：

   • 調節堿度

   • 降低處理成本

6. 存在問題與發展趨勢

6.1 現存問題

1. 鋁鹽殘留可能影響生化系統

2. 對某些活性染料去除率不足

3. 污泥處置成本較高

6.2 技術發展方向

1. 改性PAC產品：

   • 稀土改性提高脫色率

   • 硅藻土負載減少用量

2. 組合工藝創新：

   • PAC-膜生物反應器

   • 電絮凝-PAC聯用

3. 資源化利用：

   • 從污泥中回收鋁鹽

   • 染料分子資源化

7. 結論

1. PAC在印染廢水處理中表現出優異的脫色和COD去除能力

2. 較佳投加量通常為50-200mg/L，pH控制在6.5-7.5

3. 與PAM等助凝劑復配可顯著提升處理效果

4. 未來應關注改性PAC開發和組合工藝優化