制鞋厂废水脱色实验：脱色絮凝剂的应用研究
摘要：本实验聚焦制鞋厂废水脱色问题，通过投加脱色絮凝剂开展脱色实验。实验结果表明，在适宜条件下，脱色絮凝剂能有效降低制鞋厂废水的色度，同时对COD、SS等指标也有一定去除作用，为制鞋厂废水处理提供了科学依据和实用方法。

关键词：制鞋厂废水；脱色实验；脱色絮凝剂

一、引言
制鞋厂在生产过程中，染色、清洗等环节会产生大量废水。这些废水含有大量的染料、助剂、悬浮物等污染物，色度高、化学需氧量（COD）大、悬浮物（SS）含量高，若直接排放会对环境造成严重污染。脱色絮凝剂作为一种高效的水处理剂，能够通过絮凝、吸附等作用将废水中的染料和悬浮物去除，从而达到脱色的目的。因此，开展制鞋厂废水脱色实验，研究脱色絮凝剂的应用效果，对于制鞋厂废水处理具有重要的现实意义。

二、实验材料与方法
（一）实验材料
废水样品：取自某制鞋厂染色车间排放的废水，废水呈深褐色，有刺鼻气味。经检测，其水质参数为：色度高达2000倍，COD为1500mg/L，SS为800mg/L，pH值为7—8。
脱色絮凝剂：选择一种季胺型阳离子高分子絮凝剂，外观为无色或浅蓝色粘稠液体，固含量≥50%，pH（100g/L水溶液）为3.0—5.0。
实验设备：六联搅拌器、pH计、分光光度计、电子天平、烧杯、移液管等。
（二）实验方法
实验设计：采用单因素实验法，分别研究脱色絮凝剂投加量、废水pH值、搅拌强度、搅拌时间等因素对脱色效果的影响。
实验步骤
在一系列250mL烧杯中，各加入100mL制鞋厂废水样品。
按照实验设计，分别加入不同量的脱色絮凝剂溶液，用搅拌器快速搅拌（300r/min）一定时间，使脱色絮凝剂与废水充分混合。
停止搅拌后，静置沉降一定时间，取上层清液测定色度、COD、SS等指标。
改变pH值、搅拌强度、搅拌时间等条件，重复上述实验步骤。
三、实验结果与分析
（一）脱色絮凝剂投加量对脱色效果的影响
随着脱色絮凝剂投加量的增加，废水的色度去除率先逐渐升高。当投加量为0.2g/L时，色度去除率达到85%以上；继续增加投加量，色度去除率增加不明显，且会出现絮体上浮现象。这是因为适量的脱色絮凝剂可以有效地吸附和桥连废水中的染料分子和悬浮物，形成较大的絮体而沉降下来，从而达到脱色的目的。但当投加量过大时，会使废水中的胶体颗粒过度吸附脱色絮凝剂分子，导致絮体结构松散，难以沉降，甚至会出现絮体上浮的现象，反而降低脱色效果。

（二）废水pH值对脱色效果的影响
实验结果表明，在pH值为7—9的范围内，脱色效果较好。当pH值过低时，废水中的H⁺浓度较高，会与脱色絮凝剂分子发生竞争吸附，影响脱色絮凝剂对染料分子和悬浮物的吸附作用，从而降低脱色效果。当pH值过高时，废水中的OH⁻浓度较高，会使脱色絮凝剂分子发生水解反应，降低其活性，也会影响脱色效果。

（三）搅拌强度和搅拌时间对脱色效果的影响
搅拌强度和搅拌时间对脱色效果有显著影响。快速搅拌（300r/min）2min可以使脱色絮凝剂与废水充分混合，促进脱色絮凝剂的水解和胶体颗粒的脱稳凝聚；慢速搅拌（50r/min）5min可以使絮体充分生长，避免絮体被打散。如果搅拌强度过大或搅拌时间过长，会使已经形成的絮体破碎，降低脱色效果；如果搅拌强度过小或搅拌时间过短，会使脱色絮凝剂与废水混合不均匀，影响脱色效果。

（四）脱色效果综合分析
在ZUI佳实验条件下（脱色絮凝剂投加量为0.2g/L，pH值为7—9，快速搅拌速度为300r/min，搅拌时间为2min，慢速搅拌速度为50r/min，搅拌时间为5min），废水的色度去除率可达90%以上，同时COD去除率可达60%左右，SS去除率可达70%左右。这表明脱色絮凝剂不仅能有效去除废水中的色度，还能对COD和SS等指标有一定的去除作用。

四、脱色机理探讨
脱色絮凝剂对制鞋厂废水的脱色作用主要是通过吸附、桥连和卷扫等机理实现的。脱色絮凝剂是一种水溶性高分子聚合物，具有较好的电负性和絮凝活性。在加入脱色絮凝剂后，废水中的染料、悬浮物等负电荷物质与脱色絮凝剂之间的正负电荷作用力相互吸引，形成较大的絮状沉淀物。同时，脱色絮凝剂还能够通过其分子链上的活性基团与废水中的悬浮物、色度等相互作用，使其凝聚成较大的颗粒，易于沉降和分离。此外，脱色絮凝剂水解生成的氢氧化物胶体还可以通过网捕卷扫作用，将废水中的细小颗粒和溶解性有机物吸附在胶体表面，从而进一步去除废水中的污染物。

五、应用建议
（一）优化工艺参数
在实际应用中，应根据制鞋厂废水的具体水质情况，优化脱色絮凝剂的投加量、pH值、搅拌强度和搅拌时间等工艺参数，以达到ZUI佳的脱色效果。

（二）与其他处理方法结合
脱色絮凝剂可以与其他废水处理方法如氧化、吸附、膜分离等相结合，形成更为高效的处理工艺。例如，可以先采用脱色絮凝剂进行预处理，降低废水的色度和悬浮物含量，然后再采用氧化法进一步去除废水中的有机物。

（三）考虑二次污染问题
虽然脱色絮凝剂本身对环境的影响较小，但在使用过程中需要注意避免二次污染问题。例如，残留的絮凝剂可能对后续处理流程和排放水质产生影响，因此需要控制脱色絮凝剂的用量和排放标准。

（四）加强设备维护和管理
在使用脱色絮凝剂进行废水处理时，应加强设备的维护和管理，确保设备的正常运行。例如，定期清洗搅拌器、管道等设备，防止絮体堵塞；定期检测废水的水质指标，及时调整工艺参数。

六、结论
本实验通过投加脱色絮凝剂对制鞋厂废水进行脱色处理，研究了脱色絮凝剂投加量、pH值、搅拌强度和搅拌时间等因素对脱色效果的影响。实验结果表明，在适宜条件下，脱色絮凝剂能有效降低制鞋厂废水的色度，同时对COD、SS等指标也有一定去除作用。脱色机理主要是通过吸附、桥连和卷扫等作用实现的。在实际应用中，应优化工艺参数，与其他处理方法结合，考虑二次污染问题，加强设备维护和管理，以提高废水处理效果，减轻对环境的压力。

七、展望
随着环保要求的不断提高，制鞋厂废水处理面临着越来越大的挑战。未来，应进一步研究和开发高效、环保的脱色絮凝剂，提高其脱色效果和处理效率。同时，应加强废水处理技术的集成应用，形成更为完善的废水处理工艺，以满足制鞋厂废水处理的需求。此外，还应加强对废水处理过程中二次污染的控制研究，确保废水处理过程的环境友好性。通过不断的研究和实践，相信制鞋厂废水处理技术将不断取得新的突破和进展。