印染廢水具有色度高、化學(xué)需氧量高及可生化性差等特點(diǎn)，是較難處理的工業(yè)廢水之一。混凝通常是印染廢水處理中優(yōu)先考慮的技術(shù)之一，而混凝劑在混凝過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，開發(fā)具有高穩(wěn)定性、高效能的新型復(fù)合混凝劑具有重要意義。鈦鹽作為一種新型混凝劑因其對色度和有機(jī)物的高去除率被廣泛研究。OKOUR等分別比較了TiCl4、Ti(SO4)2、FeCl3和Al2(SO4)3的混凝效果，研究發(fā)現(xiàn)鈦鹽對濁度、色度及有機(jī)物的去除效果更好。CHEN等將Ti4+與Fe3+復(fù)合制備出聚合硫酸鐵鈦混凝劑，發(fā)現(xiàn)Ti4+的引入使鐵基混凝劑結(jié)構(gòu)更緊密，易生成高聚合度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大分子物質(zhì)，提高了有機(jī)物的去除率。目前，大多數(shù)的研究均采用分析級的化學(xué)藥劑制備鐵鈦復(fù)合混凝劑，成本較高，鮮有直接利用鈦鐵礦石來制備低成本、高效能的鐵鈦復(fù)合混凝劑的研究。有研究者曾嘗試以偏鈦酸廢料和鈦鐵礦為原料制備出聚合鈦鐵類凈水劑，發(fā)現(xiàn)其對分散棕黃染料有較好的去除效果，但目前尚未有采用鐵鈦復(fù)合混凝劑處理活性染料的相關(guān)研究報道。

本研究以鈦鐵礦為主要原料，合成新型混凝劑——含鈦聚合硫酸鐵(T-PSF)，然后將其與傳統(tǒng)混凝劑FeCl3進(jìn)行比較，開展處理分散蘭和活性黃模擬印染廢水的效果研究，探討T-PSF投加量和初始pH對混凝效果的影響；并采用傅里葉紅外光譜儀(FTIR)及掃描電鏡(SEM)分析T-PSF的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及形貌，結(jié)合絮體特性討論了T-PSF對印染廢水的混凝去除機(jī)理。

1、材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

六水合氯化鐵(FeCl3?6H2O)、氯酸鈉(NaClO3)、無水碳酸鈉(Na2CO3)、98%硫酸(H2SO4)、四氯化鈦(TiCl4)、氫氧化鈉(NaOH)和鹽酸(HCl)均為分析純，購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。分散蘭(C14H9ClN2O4)購于克拉瑪爾-上海譜振生物科技有限公司，活性黃(C21H17ClN8O7S2)購于上海麥克林生化科技有限公司，分散蘭和活性黃的分子結(jié)構(gòu)式如圖1所示。模擬印染廢水(濃度為100mg?L-1)采用相應(yīng)染料與自來水配置，其中分散蘭和活性黃的大吸收波長分別為555nm和424nm，染料濃度通過測定大吸收波長處的吸光度值測得。本研究所用的鈦鐵礦來自湖南郴州，經(jīng)X射線熒光光譜(XRF，ARLPerform，X4200，賽默飛公司，美國)測定，其Fe和Ti含量分別為32.5%和6.0%。

目前，含鎘廢水的處理方法有化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法、電解法和膜分離法等，這些處理方法均存在不同程度的缺點(diǎn)，如化學(xué)沉淀法易造成水體二次污染，離子交換法成本高，電解法能源消耗大，膜分離法易造成膜污染堵塞等。

活性炭吸附法處理含鎘廢水操作工藝簡便、吸附劑可再生，因此成為廢水處理方面極具應(yīng)用價值的方法。為進(jìn)一步提高該方法的處理效率，以廢水中鎘的去除率作主要指標(biāo)，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法對廢水中鎘的的去除工藝進(jìn)行優(yōu)化，以期為鎘污染廢水的處理工作提供理論參考依據(jù)。

1、材料與方法

1．1 材料與試劑

供試材料：取自廣西南丹某工廠車間廢水。經(jīng)測定可知供試廢水中的pH值6.75，鎘的濃度為25.1mg/L。

活性炭。高氯酸、過氧化氫、鹽酸等。Cd標(biāo)準(zhǔn)儲備液(購自環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所)。

1．2 儀器與設(shè)備

pinAAde900T原子吸收分光光度計；Mars6微波消解儀；ZD－85型恒溫振蕩器等。

1．3 實(shí)驗(yàn)方法

1．3．1 活性炭處理廢水的方法

量取100mL含鎘廢水到錐形瓶中，加入一定量活性炭，放入恒溫振蕩器中振蕩，一定時間后取出。對濾液進(jìn)行微波消解后測定其中鎘離子濃度。

1．3．2 廢水中鎘的測定方法

廢水中鎘濃度的測定方法參考國標(biāo)(GB/T7475－87)《水質(zhì)銅、鋅、鉛、鎘的測定原子吸收分光光度法》進(jìn)行。

1．3．3 單因素實(shí)驗(yàn)

(1)分別量取100mL取自廣西南丹某工廠車間的含鎘廢水(25.1mg/L)于5個錐形瓶中，分別加入0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g活性炭，于30℃恒溫振蕩器中振蕩1h，對濾液進(jìn)行微波消解后測定其中鎘離子濃度，由此確定活性炭佳加入量。

(2)分別量取100mL含鎘廢水(25.1mg/L)于5個錐形瓶中，加入1.5g活性炭，分別于20℃、30℃、40℃、50℃、60℃條件下振蕩1h，對濾液進(jìn)行微波消解后測定其中鎘離子濃度，由此確定佳處理溫度。

(3)分別量取100mL含鎘廢水(25.1mg/L)于5個錐形瓶中，加入1.5g活性炭，于30℃恒溫條件下分別振蕩0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h，對濾液進(jìn)行微波消解后測定其中鎘離子濃度，由此確定佳處理時間。

H酸是很重要的萘系染料中間體，主要用于生產(chǎn)酸性、活性偶氮染料。H酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，酸性強(qiáng)（pH1.5~2）、COD很高（30~50g/L）、色度高（1x106倍）、毒性大、含鹽量高（質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%以上），難以進(jìn)行生物降解，容易造成水體污染。

傳統(tǒng)Fenton氧化處理H酸廢水已有諸多報道，并廣泛應(yīng)用，但容易產(chǎn)生二次污染。異相催化類Fenton體系具有雙氧水利用率高，催化劑可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，值得關(guān)注的是，礦物催化類Fenton體系可用于處理有機(jī)污染物。

銅渣是煉銅過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，我國每年新增銅渣達(dá)1000萬t左右，少量用作水泥配料或建筑材料，而大部分簡單堆存，占用土地資源。

銅渣含鐵量近40%，本研究采用銅渣/H2O2類Fenton體系處理H酸廢水，探究了初始pH、銅渣及雙氧水投加量、銅渣粒徑等因素對處理效果的影響，對催化機(jī)理進(jìn)行了探討。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料、試劑和儀器

H酸廢水院取自江蘇某化工公司，廢水平均COD為4.5x104mg/L、總有機(jī)碳TOC為1.82x104mg/L、pH為1.6。

試劑院過氧化氫（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%）、硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O）、氫氧化鈉、濃硫酸、zhonggesuanjia、硫酸亞鐵銨、乙酸銨、鄰菲啰啉、冰乙酸、鹽酸等，購自上海國藥集團(tuán)有限公司，均為分析純。

礦物院銅渣取自湖北某銅冶煉廠的水淬銅渣，天然礦物（黃銅礦、磁鐵礦、黃鐵礦）均為工業(yè)品，由相關(guān)廠礦提供，未進(jìn)一步提純，所有礦物經(jīng)敲碎、研磨、篩網(wǎng)過篩后備用。

儀器院pHS-3E型pH計，上海雷磁儀器廠；T6新世紀(jì)紫外分光光度計，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；篩網(wǎng)，上海新正機(jī)械儀器制造有限公司；FA2004B型分析天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；P70D20AP-N9（W0）型微波消解爐，廣東格蘭仕微波爐電器制造有限公司；COS-110X5型恒溫水浴震蕩器，上海比朗儀器有限公司；MultiN/C3100型總有機(jī)碳分析儀，德國耶拿分析儀器股份公司；18kW轉(zhuǎn)靶X-射線衍射儀；S-4800型掃描電子顯微鏡。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 催化劑表征

銅渣采用18kW轉(zhuǎn)靶X-射線衍射儀進(jìn)行物相定性分析，掃描電子顯微鏡附屬EDS進(jìn)行微區(qū)元素種類與含量分析。測試的銅渣粉末粒徑0.15~0.20mm。

1.2.2 廢水處理試驗(yàn)

取200mLH酸廢水（原水或稀釋100倍）倒入錐形瓶中，調(diào)節(jié)pH至設(shè)定值，加入不同量、不同粒徑銅渣，密封后放入恒溫水浴搖床中震蕩，間隔一定時間取樣，測定濾紙過濾后水樣COD、TOC，計算COD、TOC去除率。

使用稀釋100倍的H酸廢水，礦物投加質(zhì)量濃度為2.5g/L，按n（H2O2）：n（Fe2+）=20：1投加FeSO4，根據(jù)COD去除率，對比銅渣與磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦3種異相催化劑及Fe2+傳統(tǒng)Fenton催化劑的處理效果。