1、印 染废水脱色剂的合成及应用第 02 期涂 料颜料作者简介 ：林炳旺 (1983) ，男 ，青岛科技大学硕士研究生 。* 通讯联系人印染废水是一种有机物含量高 、色度高 、难生化降解的废水 ，其成分复杂 ，国内外进行了大量的研究1。 自 20 世纪 70 年代以来 ，美 、日 、英 、法等国在印染废水处理中都大量使用了阳离子型絮凝剂 ， 阳离子絮凝剂的研制开发呈现出明显的增长势头2,3。 近年来 ，我国对这类絮凝剂的研究开发也已取得了一定进展 ，对活性 、酸性等多种染料废水具有广泛的效果4-6。 本文采取加入相对较便宜的多胺代替部分双氰双胺 ， 合成了新型高效脱色絮凝剂 。 多胺的加入 ，一方
2、面可以降低成本 ；另一方面 ，与三聚氰胺反应提高了交联度 ，使正电荷集中 ，脱色效果提高 。 此外 ，将合成的脱色剂与改性双酸铝铁的共聚物 DA 配合使用 ， 减少了脱色剂的用量 ，提高了性价比 ，使其更具有市场竞争力 。1 实验部分1.1 原料及试剂多胺 B（化学纯 ，98%）上海化学试剂公司 ；甲醛溶液 （化学纯 ，38%），烟台三和化学试剂有限公司 ；三聚氰胺 （工业级 ，99%），山东宁阳飞达化工有限公司 ；双氰双胺 （化学纯 ，98%），上海化学试剂公司 ；双酸铝铁的共聚物 DA，自制 。1.2 仪器设备DK-98-1 型电热恒温水浴锅 ；TU-1810 紫外可 见 分 光 光 度
3、计 ；QHJ756B 型强力电动搅拌机 ；FA1004 型电子天平 ；其它为实验室常用仪器 。1.3 实验原理多胺与甲醛在催化剂作用下发生亲核加成反应7，胺基羟甲基化 ，然后缩去水分子聚合形成线型大分子 。 三聚氰胺与甲醛反应中 ，分别得到三羟甲基三聚氰胺 、四羟甲基三聚氰胺 、五羟甲基三聚氰胺和六羟甲基三聚氰胺 。 低级三聚氰胺甲醛树脂生成后 ，酸性催化下 ，与其它氨基之间可进一步发生缩聚反应 ，形成网状结构的体型大分子 。 在向废水中加入高分子缩聚物时 ， 所使用的聚合物带正电荷 ，由于静电引力的作用 ，通过压缩带负电荷的悬浮颗粒双电层的扩散层 ，降低 电位 ，降低或消除其排斥势能峰 ，
4、从而使之脱稳 ， 实现絮凝作用 。1.4 实验步骤依次将一定量的水 、三聚氰胺 、多胺 B、氯化铵和甲醛加入装有电动搅拌器 、冷凝管 、温度计的四口烧瓶中 。 升温并搅拌使之溶解为无色透明溶液后保温 30 分钟 。 然后 ，再升温至缩聚温度 ，保温一定时间后 ， 得到无色有一定黏性流动性良好的液体脱色剂 。量取一定量的印染废水 ，调 pH 值 ，加入一定量的改性双酸铝铁的共聚物 DA， 快速搅拌后 ，立即加入一定量的脱色剂并开始计时 ； 搅拌一定时印染废水脱色剂的合成及应用林炳旺 殷树梅 李树彬 裴秀霞（青岛科技大学化工学院 ，山东 青岛 266042）摘要 : 印染废水是一种有机物含量高 、
5、色度高 、难生化降解的废水 。 本文用多胺代替部分双氰双胺合成了性能优良的絮凝脱色剂 ，提高了印染废水的处理效果 ，降低了产品的成本 。 实验表明 ：最佳条件为 n(多胺 B)：n(双氰双胺 )：n(甲醛 ) ：n(三聚氰胺 ) =l：0.6：2.0：0.15,反应温度为 87,反应时间为 4h,产品的脱色效果最好 。 此外 ,通过与双酸铝铁的共聚物 DA 配合使用 ，进一步降低了废水处理成本 。关键词 : 甲醛 ；双氰双胺 ；三聚氰胺 ；脱色剂中图分类号 :X791 文献标识码 ：A 文章编号 ：1672-8114（2009）02-0051-0351Chemical Intermediate
6、2009 年第 02 期化工中间体间 ；观察矾花大小 ；静止沉淀后 ，取上清液 ，用紫外可见分光光度计测定吸光度 ，并测定 CODCr 值 。2 结果与讨论2.1 多胺 B 与甲醛的配比对产品性能的影响在其他相同条件下 ， 考察了多胺 B 与 HCHO摩尔比对产品性能影响 ，见图 1。图 1 多胺 B 与甲醛的摩尔比与脱色率关系从 图 1 知 ：当 n(B):n(HCHO)从 1:1.0 提 高 到1:2.0 时 ，脱色率提高 。 但当 n(B):n(HCHO)超过 1:2.0 时 ， 多胺 -甲醛树脂在水中的溶解速度变慢 ，导致处理后废水的脱色效果降低 ，从实验观察知 ，随着甲醛用量的提高
7、，产品的粘度不断增加 ，产品稳定性降低 ， 而且游离醛含量也会增加 。 由此所知 ，当 B 与 HCHO 摩尔比为 1:2.0 时 ，沉降速 度 、污泥体积 、脱色率都达到最佳 。2.2 多胺 B 与三聚氰胺的配比对产品性能的影响在其他相同条件下 ， 考察了多胺 B 与三聚氰胺的投料比对产品性能的影响 ，见图 2：图 2 多胺 B 与三聚氰胺的摩尔比与脱色率关系由图 2 知 ：当 n(B):n(三聚氰胺 )在 1:0.15 时效果最好 ，若多胺浓度过低 ，则对缩聚物的改性作用不能充分发挥 ；若多胺浓度过高 ，反而使产品脱稳甚至生成不溶胶使产品脱色效果大大降低 。2.3 多胺 B 与双氰双胺的配
8、比对产品性能的影响在其他相同条件下 ， 考察了多胺 B 与双氰双胺摩尔比对产品性能影响 ，见图 3。图 3 多胺 B 与双氰双胺的摩尔比与脱色率关系从图 3 知 ：当 n(B):n(双氰双胺 )从 1:0.4 提高到 1:0.6 时 ，脱色率提高 。 但当 n(B):n(双氰双胺 )超过 1:0.6 时 ，脱色率下降 ，这说明多胺能代替部分双氰双胺 ，但若多胺含量过多 ，可能对分子内部交联会产生影响 。由此所知 ，当多胺 B 与双氰双胺摩尔比为 1:0.6 时最佳 。2.4 反应温度对产品性能的影响在其他相同条件下 ， 考察了反应温度与产品性能的关系 。 见图 4。图 4 反应温度与脱色率关系
9、从图 4 可知 ：当反应温度为 84时 ,产品脱色率 小 于 90%， 可能是反应不充分所致 。 当 高 于88时 ，有少许絮状物 ，可能是由于聚合过度使产品分子量过大而析出 ，脱色率下降 ，这可能是由于发生过度交联 ，使分子链伸展受阻 ，从而影响 “架桥 ”作用的发挥 。 综合考虑反应温度最好控制在为8488。2.5 改性双酸铝铁的共聚物 DA 投加量对脱色率的影响改性双酸铝铁的共聚物 DA 的投加量与脱色率的关系如图 5 所示 。从图 5 知 ： 随着改性双酸铝铁的共聚物 DA的加入 ，脱色率不断增加 ，但当共聚物 DA 浓度超52印 染废水脱色剂的合成及应用第 02 期过 580mg/L
10、 后脱色率呈现下降趋势 。 而且共聚物DA 与脱色剂产生了协同增效作用 ，当废水中胶粒较少时 ， 高分子脱色剂伸展的链节就较难碰到另一个微粒上合适的吸附位 ， 就可能折回而吸附到所在微粒表面的另一个吸附位上 ，成为稳定状态 ，这就可能使微粒的吸附位全部被占满 。 而共聚物DA 在水解过程中可以增加废水中的胶粒 ，利于脱色剂的吸附架桥性能的发挥 ，使染料絮凝下来 。 当共聚物 DA 质量浓度为 580mg/L 时 ， 脱色率高达92.1%，高于单独投加质量浓度为 150mg/L 的脱色剂时的脱色率 。图 5 共聚物 DA 投加量与脱色率关系2.6 多胺改性前后产品脱色性能比较分别加入改性后的脱色
11、剂 1# 和改性前的 脱色剂 2#，静置 24 小时后 ,取上清液 ，用紫外光谱扫描 。 结果于表 1 和图 6。 其中 为废水的紫外图谱 ； 为调 pH=7 后废水的紫外图谱 ； 为 2# 的处理废水的紫外图谱 ； 为 1# 处理废水的紫外图谱 。表 1 改性前后产品的 COD 去除性能比较由表 1 知 ： 利用多胺代替部分双氰双胺进行改性后的脱色剂可以使使废水的 COD 值 降 低 幅度比改性前大 。 从图 6 知 ：改性前后的脱色剂分别对废水进行脱色处理 ，吸光度从 2801100nm 均降低 ，说明两者都有优异的脱色效果 。 但对于相同药剂用量而言 ， 利用多胺代替部分双氰双胺进行改性
12、后的脱色效果要好于改性前 ， 此外还降低了成本 。3 结论利用多胺代替部分双氰双胺进行改性后的脱色剂具有良好的脱色性能 ，COD 去除率高 。 改性后的产品成本大幅降低 ，具有市场竞争力 。 而且通过与无机絮凝剂双酸铝铁共聚物 DA 配 合 使 用 ，进一步降低了废水处理成本 ， 因此利用多胺代替部分双氰双胺进行改性后的脱色剂具有良好的市场应用前景 。图 6 模拟废水的紫外波谱的变化参考文献 ：1 Sihvone M, Jarvenpna E, etal. Advances in supercritical car-bon dioxide technologiesJ. Trends in fo
13、od science technol-ogy, 1999,(10): 217222.2 黎 载 波 , 王 国 庆 . 改 性 双 氰 胺 -甲醛絮凝脱色剂的制备与应用 J.化工环保 ,2006,26（3）:250254.3 Ramakrishna,Konduru R,Viraraghavan T.Dye removal usinglow cost adsorbents J.Water Science and Technology,1997,36(2-3):189196.4 黎 载 波 . 双 氰 胺 -甲醛絮凝剂脱色剂的合成与应用研究 D.广东工业大学硕士学位论文 .2003.5 何瑜 ,邱凌峰 ,李玉林 .脱色剂在印染废水处理中的应用 J.水处理技术 ,2006,32（7）:811.6 安忠军 ,黄克玲 ,陈雳华 .一种新型脱色剂的合成和应用 J.环境科学与技术 ，2006，29（2）：8689.7 Mikio Nakajima ,Kiyoaki Kuwabara. Method for clarifyingaqueous waster liquids containing acid dyes P.United Sates：4,088,573.1978-5-9.收稿日期 ：2008.10.2253
