中國是一個(gè)制革大國，中國的制革產(chǎn)量居于世界首位。與此同時(shí)，中國的制革工業(yè)對環(huán)境也帶來(lái)了嚴重的污染，對人們的生活產(chǎn)生了負面的影響。隨著(zhù)環(huán)境法規的進(jìn)一步嚴格和人們環(huán)保意識的加強，減少制革工業(yè)對環(huán)境的污染，加強對制革綜合廢水治理已成為當務(wù)之急。而制革廢水含有大量蛋白質(zhì)、染料、油脂、硫化物、鉻鹽以及毛渣等有害物質(zhì)〔1〕，治理難度大，是較難處理的一類(lèi)工業(yè)廢水。能否有效地解決制革廢水的污染問(wèn)題，是影響皮革工業(yè)能否繼續生存、健康穩定發(fā)展的重要因素。
高鐵酸鉀中的六價(jià)鐵氧化能力很強，且分解產(chǎn)物氫氧化鐵膠體是高效吸附絮凝劑，在處理飲用水源水和廢水過(guò)程中本身不產(chǎn)生任何誘變致癌的物質(zhì)，具有高度的安全性〔2〕，被譽(yù)為“環(huán)境友好型氧化劑”〔3〕。在以前的工作中，我們研究發(fā)現在使用量較少時(shí)，高鐵酸鉀對廢水處理效果不令人非常滿(mǎn)意〔4〕。但是由于高鐵酸鉀成本較高，增加高鐵酸鉀的投入量，會(huì )大大增加廢水處理成本，為此，我們研究采用高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用技術(shù)處理制革綜合廢水，以探索在最少的成本下使廢水達到排放標準的方法。
1 試驗部分
1.1 試驗材料
制革綜合廢水來(lái)自于浙江省海寧市某制革廠(chǎng)，廢水未經(jīng)任何處理，其：pH 為8.9，色度為1 300 倍， COD 5 602.92 mg/L，濁度為2 300 NTU，Cr3+為57.2 mg/L，硫化物46.3 mg/L。
實(shí)驗過(guò)程中，制革綜合廢水需進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。將制革綜合廢水于室溫條件下靜置24 h，緩慢將上層清液傾倒至廣口瓶中密封，放到陰暗處避光存放。
1.2 儀器及藥劑
藥品：高鐵酸鉀（化學(xué)純），其他所用藥品均為分析純，使用前未進(jìn)行進(jìn)一步處理。
儀器：上海恒奇儀器儀表有限公司生產(chǎn)的2100 N 型濁度儀；上海光學(xué)儀器廠(chǎng)生產(chǎn)的721 型紫外、可見(jiàn)分光光度計； 上海雷磁儀器廠(chǎng)生產(chǎn)的pHS-3C 型酸度計。
1.3 實(shí)驗方法
研究高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用技術(shù)對制革綜合廢水的處理效果，實(shí)驗采用燒杯混凝實(shí)驗方法。首先將制革廢水調節pH 至3.0～5.0，將高鐵酸鉀加入到盛有制革廢水的燒杯中，攪拌3 min 后，然后調節廢水pH 至7.0～8.0，加入50 mg/L（有效成分以鐵計）聚合硫酸鐵，攪拌5 min，沉降2 h。使用移液管精確移取清液，分別測試其中硫化物、COD、濁度、色度、 Cr3+含量等。
2 結果與討論
高鐵酸鉀處理制革綜合廢水時(shí)，首先是六價(jià)鐵利用其強的強氧化能力，氧化廢水中可被氧化組分，隨后還原產(chǎn)物Fe3+在調節pH 的過(guò)程中生成了具有絮凝作用的Fe(OH)3，由于新生成的Fe(OH)3 具有更好的多相絮凝功能，進(jìn)而對廢水起到進(jìn)一步凈化作用〔5〕。但是，高鐵酸鉀生產(chǎn)成本較高，過(guò)多的使用量為廢水處理增加大量的費用負擔，從成本考慮，我們采取價(jià)格相對較為便宜的聚合硫酸鐵作為輔助廢水處理劑。在實(shí)驗過(guò)程中，我們采用高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用技術(shù)，首先在pH 為弱酸性的廢水中，高鐵酸鉀發(fā)揮強氧化作用，隨后，調節廢水的pH，并加入聚合硫酸鐵，使得高鐵酸鉀新生成的Fe3+和聚合硫酸鐵同時(shí)發(fā)生絮凝作用，進(jìn)而起到去除污染物的目的。
2.1 高鐵酸鉀對制革綜合廢水的處理效果
單獨使用高鐵酸鉀對制革綜合廢水的處理效果如表 1 所示。
由表 1 可見(jiàn)，本實(shí)驗所采用的處理方法，高鐵酸鉀對制革綜合廢水中的COD、硫化物、Cr3+、濁度及色度均具有較好的去除效果，隨著(zhù)高鐵酸鉀投入量的增加，對制革綜合廢水處理效果逐漸增加。但是考慮到高鐵酸鉀的價(jià)格比較高，我們在研究過(guò)程中使用高鐵酸鉀和聚合硫酸鐵聯(lián)用技術(shù)處理制革綜合廢水，以期降低水處理成本。
2.2 高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵對制革綜合廢水的處理效果
高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵聯(lián)合使用處理制革綜合廢水的效果如表 2 所示。
由表 2 可見(jiàn)，高鐵酸鉀與聚合硫酸鐵聯(lián)用技術(shù)處理制革綜合廢水，當高鐵酸鉀投入量為15 mg/L、聚合硫酸鐵投入量50 mg/L 時(shí)就具有非常好的處理效果，處理后的廢水達到國家排放標準，且從經(jīng)濟成本上考慮也可達到企業(yè)接受的范圍。使用高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用技術(shù)處理制革綜合廢水，高鐵酸鉀首先發(fā)揮強的氧化作用，氧化有機化合物中易于被氧化的成分。同時(shí)，新生成的Fe3+ 和聚合硫酸鐵中的Fe3+，既可與硫化物中的S2-形成三硫化二鐵的可沉淀膠體〔6〕，也可與水分子形成多核羥基絡(luò )合物（氫氧化鐵），氫氧化鐵可與Cr3+發(fā)生化學(xué)配位作用〔7〕，產(chǎn)生沉淀。最后，通過(guò)后續Fe(OH)3 的絮凝沉降作用除去廢水中的污染物。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3 結論
高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)合使用技術(shù)可有效地去除制革綜合廢水中的污染物，而且效果會(huì )優(yōu)于單獨使用高鐵酸鉀的處理效果。實(shí)驗研究表明： 使用 15 mg/L 高鐵酸鉀和50 mg/L 聚合硫酸鐵聯(lián)用處理制革綜合廢水，經(jīng)處理后COD 去除率為96.12%、硫化物去除率94.25%、Cr3+去除率95.15%、濁度去除率為99.15%、色度去除率為92.36%。
高鐵酸鉀作為一種新型的廢水處理試劑，開(kāi)發(fā)時(shí)間相對較晚，由于市場(chǎng)供求和生產(chǎn)廠(chǎng)商技術(shù)等原因，目前高鐵酸鉀市場(chǎng)價(jià)格較高。較為昂貴的處理費用大大地限制了高鐵酸鉀在廢水處理過(guò)程中的應用。筆者采用高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用技術(shù)處理制革綜合廢水，不僅有效降低了單獨使用高鐵酸鉀處理廢水的費用，而且以高鐵酸鉀和聚合硫酸鐵對廢水的作用機理出發(fā)，提出了高鐵酸鉀/聚合硫酸鐵聯(lián)用技術(shù)試驗方法，進(jìn)而獲得更佳的廢水處理效果。
