发布时间：2025年4月11日

摘要

印染废水具有成分复杂、色度高、有机物含量高等特点，是工业废水处理中的难点。聚合氯化铝(PAC)作为一种高效无机高分子絮凝剂，因其优异的混凝性能、较宽的pH适应范围和较低的处理成本，在印染废水处理中得到广泛应用。本文系统分析了PAC的化学特性与作用机理，详细探讨了其在印染废水脱色、COD去除、悬浮物沉降等方面的应用效果，并通过实际工程案例验证了其处理效能。同时，对PAC与其他药剂的复配使用、工艺参数优化及存在的问题进行了深入分析，为印染废水处理工艺设计提供理论依据和技术参考。

关键词：聚合氯化铝；印染废水；絮凝剂；脱色；废水处理

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1. 引言

1.1 印染废水特性与处理难点

印染废水主要来源于纺织行业的退浆、煮练、漂白、染色、印花和整理等工序，具有以下典型特征：

• 高色度：染料残留导致色度达500-5000倍

• 高COD：有机物含量高，COD通常在800-5000mg/L

• 成分复杂：含染料、助剂、浆料、重金属等

• 水质波动大：随生产工艺变化显著

传统生物处理法对色度和难降解有机物去除效果有限，化学絮凝法因其快速高效成为印染废水预处理或深度处理的关键技术。

1.2 聚合氯化铝(PAC)的特点

PAC（[Al₂(OH)ₙCl₆₋ₙ]ₘ）是一种无机高分子混凝剂，与传统铝盐相比具有：

1. 絮凝效果好：高电荷聚合铝形态

2. pH适应广：适宜pH 5-9

3. 沉降速度快：形成絮体大而密实

4. 残渣量少：Al³⁰残留低于硫酸铝30%

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2. PAC的作用机理

2.1 电中和作用

PAC水解产物如[Al₁₃O₄(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺等高价聚合阳离子，可有效中和染料胶体颗粒表面负电荷，破坏其稳定性。

2.2 吸附架桥作用

PAC的长链聚合物结构可在颗粒间形成"架桥"，促进微絮体聚集成大颗粒。

2.3 网捕卷扫作用

形成的Al(OH)₃沉淀物可网捕分散的染料分子和胶体颗粒。

2.4 染料去除机制

1. 离子型染料：通过电荷中和

2. 分散染料：依赖吸附架桥

3. 活性染料：结合沉淀与化学键合

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3. 处理效果影响因素

3.1 工艺参数优化

参数	较佳范围	影响规律
pH值	6.5-7.5	pH<5时Al³⁺为主；pH>8生成Al(OH)₄⁻
投加量	50-200mg/L	不足时絮凝不彻底，过量导致胶体再稳
搅拌速度	快搅150-200r/min 慢搅30-50r/min	快搅促进混合，慢搅利于絮体成长
温度	20-35℃	低温延长反应时间

3.2 水质特性影响

1. 染料类型：活性染料>分散染料>还原染料

2. 盐度：高盐度(>5000mg/L)降低处理效率

3. 有机物组成：含PVA浆料会吸附PAC

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4. 工程应用案例

4.1 棉纺印染废水处理

项目概况：

• 水量：3000m³/d

• 原水COD 1200mg/L，色度800倍

• 处理工艺：

   

  复制

  废水→调节池→PAC混凝(80mg/L)→PAM助凝→气浮→生物处理→出水

运行效果：

• 色度去除率85%

• COD去除率45%

• 污泥量减少25%对比硫酸铝

4.2 化纤印染废水深度处理

创新工艺：
采用PAC-H₂O₂催化氧化组合工艺：

1. PAC(100mg/L)混凝去除悬浮染料

2. H₂O₂(200mg/L)在Fe²⁺催化下氧化溶解性染料
   处理效果：

• 色度从300倍降至10倍

• COD从250mg/L降至50mg/L

4.3 牛仔布洗漂废水处理

特殊挑战：

• 含大量靛蓝染料

• 高悬浮物(>500mg/L)
  解决方案：
  PAC(150mg/L)+阴离子PAM(1mg/L)三级絮凝：

• 色度去除92%

• SS去除95%

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5. 复配技术研究

5.1 PAC与有机絮凝剂复配

1. PAC+阳离子PAM：

   • 提高絮体强度

   • 适用含棉毛废水

2. PAC+壳聚糖：

   • 生物可降解

   • 减少铝残留30%

5.2 与其他无机药剂联用

1. PAC+FeCl₃：

   • 拓宽pH适应范围

   • 增强重金属去除

2. PAC+Ca(OH)₂：

   • 调节碱度

   • 降低处理成本

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6. 存在问题与发展趋势

6.1 现存问题

1. 铝盐残留可能影响生化系统

2. 对某些活性染料去除率不足

3. 污泥处置成本较高

6.2 技术发展方向

1. 改性PAC产品：

   • 稀土改性提高脱色率

   • 硅藻土负载减少用量

2. 组合工艺创新：

   • PAC-膜生物反应器

   • 电絮凝-PAC联用

3. 资源化利用：

   • 从污泥中回收铝盐

   • 染料分子资源化

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7. 结论

1. PAC在印染废水处理中表现出优异的脱色和COD去除能力

2. 较佳投加量通常为50-200mg/L，pH控制在6.5-7.5

3. 与PAM等助凝剂复配可显著提升处理效果

4. 未来应关注改性PAC开发和组合工艺优化

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