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污水處理中聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺配合使用需要注意哪些?

2018/6/25 15:44:10 瀏覽:733次

聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺在污水處理上應用的領域廣泛,占有非常重要的地位。聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺在使用過程中,常常配合起來使用。首先來總得分析一下他們的關系,之后向大家介紹一下混合的步驟、注意事項和相關的知識。洗滌劑生產廢水具有成份復雜、廢水中CODcr和LAS成分含量高且難以直接生物降解、廢水的pH值較低等特點 ,同時廢水中的洗滌劑成份達到一定濃度時會影響廢水處理的曝氣、沉淀、污泥消化等過程 ,在實際廢水處理過程中常采用絮凝劑解決高濃度LAS難于生物降解的問題,因此在絮凝處理中研究絮凝劑種類的選擇、用量及其影響因素等具有重要的現實意義。

將聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁進行配合為了確定廢水處理試驗系統的絮凝處理操作參數,對該洗滌劑廠的生產廢水進行絮凝實驗研究,確定絮凝處理的最佳操作條件,如絮凝劑種類、絮凝劑用量、pH值和攪拌條件等。

廢水來源和水質

該廢水主要包括:洗滌劑生產原料洗滌水、生產過程廢水、各種容器的洗滌水和一些生活污水等。該洗滌劑生產廠的產品主要有廚房磚地洗潔劑、洗碗洗潔劑、洗碗清潔助劑、漂白劑、洗潔凈等,其中廚房磚地洗潔劑內含刺激性酸性活性劑成分;洗碗洗潔劑、洗碗清潔助劑是酸性的或者強酸性的,且有強腐蝕性;漂白劑是白色粉狀的有機漂白劑;洗潔凈是油狀液體,主要成份是表面活性劑與香料。在工程現場采用絮凝法和生物法組合工藝處理系統對該廢水進行中試試驗。

實驗器材

絮凝實驗用燒杯在多聯動變速攪拌機上進行,實驗所用廢水直接取自上述洗滌劑生產廠。實驗儀器包括JJ-3六連電動攪拌器、pHS一3C型精密pH計、MS-1微波消解COD測定儀、721B型分光光度計和燒杯等。實驗用藥品 聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化鋁(PAC)、苛性鈉(NaOH)溶液、稀硫酸溶液、氯化鐵、硫酸亞鐵和明礬等。實驗方法和實驗條件在6~8個燒杯中,加入200ml水樣,分別加入一定量的絮凝劑、助凝劑,用苛性鈉溶液或稀硫酸溶液調節pH值,攪拌一定時間后,靜置沉淀,取上清液測CODcr 值。實驗時攪拌速度60r/min,攪拌時間30rain,沉淀時間30min。水質測定按《水和廢水監測分析方法》中規定的標準方法進行,其中CODc,的測定采用微波消解重鉻酸鉀法。

實驗結果與討論

絮凝劑種類的選擇

絮凝劑的種類關系到生產成本和處理效率,需要確定價格低廉、易得、使用方便的絮凝劑。這里,選用常用的幾種絮凝劑:硫酸亞鐵、聚合氯化鋁(PAC)、氯化鐵、明礬等對洗滌劑生產廢水進行絮凝實驗研究。根據實驗方法,向水樣中加入定量藥劑,固定水樣的pH值為7.0,實驗結果見下表。原水的CODcr為4480 mg/l 。實驗表明,在同樣的實驗條件下,PAC的效果最好,氯化鐵次之,兩者的礬花形成迅速,分層明顯,但氯化鐵不能很好地解決色度問題,用氯化鐵處理后,經沉淀后所取上清液有色度。另外,從經濟性分析,目前市場上工業用的PAC價格約為l000-1200元/噸,而氯化鐵一般為2400~3900元 ,由此可知采用聚合氯化鋁更為經濟有效。根據使用量分析,每噸廢水使用的聚合氯化鋁費用1.5~1.8元。因此選用PAC作為該廢水處理試驗系統的絮凝劑確實可行。

絮凝劑聚合氯化鋁用量 絮凝劑的用量是否合理關系到沉淀是否徹底、處理是否更有效及生產成本是否更低,因此需要對此進行實驗以準確確定其用量。實驗所用廢水的CODc 為4480 mg/L,根據實驗方法,在實驗過程中固定聚丙烯酰胺的加入量為10mg/L,pH值為7.0,僅改變絮凝劑PAC的用量。考察絮凝劑PAC用量對CODcr去除率的影響,實驗結果見圖1。圖1表明,廢水的CODc~去除率先隨著絮凝劑PAC加入量的增加而上升,當絮凝劑聚合氯化鋁的用量在1.5g/L左右時,廢水中CODcr去除率最高,達到81%以上;而當絮凝劑加入量超過1.5g/L時,CODcr去除率開始下降。因為絮凝劑聚合氯化鋁加入量不足時,絮凝處理不充分,并且絮凝劑聚合氯化鋁水解時產生的H 較多,導致廢水的pH值降低,改變了絮凝反應條件,抑制了絮凝劑PAC同廢水的結合和反應,降低了廢水處理效率;而絮凝劑聚合氯化鋁用量過大時,廢水中微粒被過多的絮凝劑所包圍,失去同其它的微粒結合的機會,因而不易凝聚,同時此時水解產生較多的OH-,導致廢水的pH值增大,改變了絮凝反應條件,降低了處理效率。

助凝劑聚丙烯酰胺用量

按實驗方法,固定絮凝劑PAC的用量不變,同時使pH值為7.0,僅改變PAM用量,研究聚丙烯酰胺 投加量對CODcr,去除率的影響。聚丙烯酰胺的投加量在一定程度上有利于CODcr的去除,它能促進絮體的形成,提高沉降速度,改變沉降性能。實驗發現,加入聚丙烯酰胺作助凝劑后廢水的CODcr去除率明顯提高,這是因為加入助凝劑后,改善了絮凝反應環境,促進了絮凝劑聚合氯化鋁與廢水中膠體顆粒的反應,使得CODcr 去除率提高;隨著聚丙烯酰胺投加量的增加,上清液中顆粒明顯減少,沉淀時間明顯縮短,在用量為10mg/L時,CODcr去除率最高,達到81%以上。但PAM用量不能太大。因為PAM溶于術且為有機物,過量后使廢水的CODcr值增加。

pH值的影響

保持絮凝劑PAC和助凝劑PAM用量不變,按照實驗方法用苛性鈉溶液或稀硫酸調節pH值,觀察pH值對CODcr 去除率的影響,實驗結果見圖3。圖3表明,pH值對CODcr的去除有較大的影響;隨著pH值的增大,CODcr去除率提高,當pH值在6~ 8之間時絮凝效果較好,在pH值等于7時CODcr去除率出現最高值,達到81%以上,當pH值超過8.0后,CODcr去除率反而迅速降低。這是因為當pH值較小時,PAC易與H 形成絡合物或者硫酸鋁等物質,當pH值較大時,PAC易與OH一形成氫氧化鋁等物質,使得PAC不易與污染物結合,阻礙了絮凝反應的順利進行,極大地降低了處理效率。

攪拌時間的影響

按照實驗方法,取最佳的實驗條件,即絮凝劑加入量為1.5g/L,助凝劑的;1.5g/L.量為10mg/L,pH值固定為7.0,攪拌速度為60r/min,僅改變絮凝反應的攪拌時間,觀察攪拌時間對CODcr去除率的影響,實驗結果見圖5。圖5表明,隨著攪拌時間的延長,CODcr 去除率逐漸提高,當攪拌時間為30min時效果最佳,攪拌時間超過30min后,CODcr 去除率逐漸降低。這是因為攪拌時間過短,絮凝藥劑和廢水不能充分地混合,絮體生長的時間亦不足,絮體與廢水中污染物的接觸作用時間也不足,被絮體吸附的污染物量較少,因此絮凝不充分,反應速度較慢;而攪拌時間過長,則會使已經形成的絮體又被打碎,不能較好地形成礬花而沉降。

沉淀時間的影響

按照實驗方法,取最佳的實驗條件,即絮凝劑加入量為1.5g/L,助凝劑的加入量為10mg/L,pH值固定為7.0,攪拌速度為60r/min,攪拌時間為30min,僅改變絮凝反應的沉淀時間,觀察沉淀時間對CODcr去除率的影響,結果見圖6。從圖6可看出,隨沉淀時間的增加,CODcr去除率越高,絮凝處理效果越好。沉淀15~30min時間段內的絮凝處理效果的曲線斜率比沉淀0~15min的絮凝處理效果曲線斜率明顯變小,沉淀35min比沉淀30min絮凝處理效果提高很小,即當沉淀時間達到30min時,再延長沉淀時間對絮凝處理效果貢獻不大,故本試驗系統選擇絮凝反應的沉淀時間為30min。

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