印染廢水因含有高濃度難降解有機物和色度物質，是工業(ye) 廢水處理中的難點。本文係統研究了聚合氯化鋁鐵（PAFC）對印染廢水的處理效果，通過對比實驗和工程案例分析，證實PAFC在pH 6-9範圍內(nei) ，對COD去除率可達65%-80%，色度去除率超過90%。研究揭示了PAFC的電荷中和-吸附架橋協同作用機製，並優(you) 化出最佳投加量為(wei) 80-120mg/L。三個(ge) 實際工程案例顯示，PAFC較傳(chuan) 統鋁鹽可降低汙泥產(chan) 量30%-40%，節約處理成本0.15-0.25元/噸水，為(wei) 印染廢水處理提供了經濟高效的解決(jue) 方案。

關(guan) 鍵詞：聚合氯化鋁鐵；印染廢水；脫色；絮凝機理；汙泥減量

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1. 印染廢水特征及處理挑戰

1.1 水質特性（表1）

參數	濃度範圍	主要來源
COD	800-2500 mg/L	染料、助劑
色度	500-3000倍	偶氮染料
pH	9-12	退漿、絲光工序
SS	200-800 mg/L	纖維雜質
總磷	5-15 mg/L	洗滌劑

1.2 處理難點

1. 有機物難降解：含苯係、萘係等穩定結構

2. 色度去除困難：傳(chuan) 統工藝脫色率僅(jin) 60%-70%

3. 水質波動大：不同批次染料變化導致水質差異

4. 汙泥處置難：常規處理產(chan) 泥量達3-5kg/m³

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2. PAFC作用機理

2.1 理化特性（表2）

指標	數值	測試方法
Al₂O₃含量	12%-14%	EDTA滴定法
Fe₂O₃含量	1%-3%	鄰菲囉啉法
鹽基度	70%-85%	酸堿滴定法
密度(20℃)	1.19-1.23 g/cm³	密度計法

2.2 作用機製

三重協同效應：

1. 電荷中和：

   • 水解產(chan) 物[Al₃(OH)₄]⁵⁺、[Fe(OH)]²⁺中和膠體(ti) 負電荷

   • Zeta電位從(cong) -35mV升至-8mV（圖1）

2. 吸附架橋：

   • 聚合鐵增強分子鏈長度

   • 絮體(ti) 粒徑從(cong) 50μm增至300μm

3. 網捕卷掃：

   • 生成Al(OH)₃/Fe(OH)₃沉澱網捕染料分子

   • 對活性染料的吸附容量達45mg/g

反應方程式：

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3. 處理效果優(you) 化

3.1 單因素實驗（圖2）

因素	最佳範圍	去除率影響
pH	6.5-7.5	COD:75%±3%
投加量	80-120mg/L	色度:93%±2%
攪拌速度	快混200rpm	SS:88%±4%
	慢攪40rpm

3.2 響應麵優(you) 化

建立二次回歸模型：

驗證實驗誤差<5%（n=5）

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4. 工程應用案例

4.1 某針織印染廠（5000m³/d）

工藝改造：

經濟效益：

• 藥劑費節約0.18元/噸

• 汙泥處置費減少35%

• 回用率從(cong) 40%提升至65%

4.2 牛仔布洗水廢水處理

技術創新：

1. 複配5%陽離子PAM

2. 采用管式微濾替代砂濾

3. 自動化加藥係統（PID控製）

運行數據：

指標	進水	出水	去除率
COD(mg/L)	3200	290	90.9%
色度(倍)	2500	35	98.6%
汙泥量(kg/m³)	-	1.8	-

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5. 技術經濟比較（表3）

指標	PAC	PFS	PAFC
COD去除率	55%-65%	60%-70%	70%-80%
色度去除率	75%-85%	80%-88%	88%-95%
噸水成本	0.95元	0.85元	0.72元
汙泥產率	3.2kg/m³	2.8kg/m³	2.0kg/m³
pH適應範圍	6-8	5-9	6-9.5

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6. 運行管理要點

1. 工藝控製：

   • 在線pH監控（精度±0.2）

   • 采用ORP調控投加量（設定值150-200mV）

   • 汙泥回流比15%-20%

2. 異常處理：

   • 出現礬花上浮：檢查pH是否>9.5

   • 絮體(ti) 細小：確認快混G值>300s⁻¹

   • 出水返色：調整PAM類型為(wei) 陽離子型

3. 節能減排：

   • 餘(yu) 熱利用（加熱反應區至25-30℃）

   • 汙泥厭氧產(chan) 甲烷（回收率0.35m³/kgVSS）

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7. 結論與展望

1. 研究證實PAFC較傳(chuan) 統藥劑具有明顯優(you) 勢：

   • 對活性黑KN-B的脫色率提高25%-30%

   • 處理成本降低20%-25%

   • 汙泥熱值提升至8500kJ/kg（利於(yu) 焚燒）

2. 未來發展方向：

   • 開發納米化PAFC（粒徑<50nm）

   • 研究光催化-PAFC聯用技術

   • 建立基於(yu) AI的智能加藥模型

3. 行業(ye) 建議：

   • 納入《印染行業(ye) 廢水處理技術規範》

   • 製定《PAFC質量分級》團體(ti) 標準