化纤综合废水处理絮凝剂的筛选与应用缪礼鸿

广东化工2007年第8期·70·期化纤综合废水处理絮凝剂的筛选与应用缪礼鸿，李芙蓉，文金丽(武汉工业学院生物与制药工程系，湖北武汉430023)[摘要]分别采用聚合氯化铝和聚合硫酸铝铁对化纤综合废水进行了絮凝反应对比实验，并对优选的聚合氯化铝的应用条件进行了研究。其最佳絮凝反应条件为：控制酸析反应的pH在2.20左右，絮凝反应前调节原水pH至5，絮凝剂最佳投加量为3‰，助凝剂选用阳离子型PAM，最佳投加量为3ppm。絮凝反应使废水色度和COD分别下降67%和38%。[关键词]化纤废水；聚合氯化铝；pH；色度SelectionandApplicationofFlocculantsintheTreatmentofChemicalFiberWastewaterMiaoLihong,LiFurong,WenJinli(DepartmentofBiologicandPharmacyEngineering,WuhanPolytechnicUniversity,Wuhan430023,China)Abstract:Thecoagulantcomparisonreactionexperimentofpolyaluminiumchlorideandpolymericaluminumferricsulfatewasstudiedinthetreatmentofchemicalfiberwastewaterasflocculants.Applicationconditionsofadvancedpolyaluminiumwasselectedthroughcomparativeanalysis.Theoptimalreactionconditionsofpolyaluminiumweredetermined:thepHofacidolysiswascontrolledat2.20andbeforeflocculationthepHofwastewaterwasadjustedto5,theoptimaldoseofpolyaluminiumwas3‰,thecationicPAMwasselectedascoagulantaidanditsoptimaldosewas3ppm.Troughflocculatingreactionthechromaticityofwastewaterdecreased67%andCODdecreased38%.Keywords:chemicalfiberwastewater；polyaluminiumchloride；pH；chromaticity某化纤厂是我国生产化纤浆纺织原料的大型企业，每天排水总量接近4.0万t。产生的污水主要分为：棉浆黑液、粘胶碱性废水、含锌废酸水和大量的生活污水。该厂经过一系列的技术改造和扩建后，基本实现了全厂废水的综合治理，其主要工艺流程见图1。最终出水除色度外，其它水质指标全部达到国家二级排放标准。而废水色度主要由黑液引起，黑液的色度去除问题一直是困扰环保工作者的难题之一，尽管通过酸析[1]，可使废水色度大大降低，但仍超标，笔者对酸析中和后的黑液进一步加药剂絮凝脱色，已进行初步实验。絮凝技术的关键问题是絮凝剂的选择及其性能[2]。絮凝水处理的效果受多种因素的综合影响，主要包括絮凝pH、溶液温度、搅拌条件、絮凝剂种类、投药量、沉降时间等[3]。图1化纤废水综合治理工艺流程Fig.1Technologyprocessoffiberwastewatercomprehensivetreament生化预处理棉浆黑液酸析中和脱锌混合排放石灰废酸水其他杂排水[收稿日期]2007-03-23[作者简介]缪礼鸿(1965-)，男，安徽人，副教授，主要研究方向为环境微生物。2007年第8期广东化工第34卷总第172期·71·本文将两种絮凝剂用于棉浆黑液的处理进行了对比研究，并对优选絮凝剂的应用条件做了进一步的探讨。1材料与方法1.1实验水样与药剂实验水样：某化纤厂酸析沉淀池出水，其CODcr为1270mg/L，色度600，pH为1.9。絮凝剂：聚合硫酸铝铁，聚合氯化铝；均为液体，工业用，由生产厂提供；助凝剂：阳离子型PAM，阴离子型PAM，工业用，由生产厂提供；石灰乳：水处理站现场取用。1.2分析方法及仪器COD的测定法：重铬酸钾法，微波消解COD测定仪，华南环境科技开发公司制造；pH的测定法：数字酸度计测定，PHS-3C，杭州东星仪器设备厂；其他水质指标测定均按《水和废水监测分析方法》(第四版)执行。1.3实验方法每次实验取水样500mL置1000mL烧杯中，用石灰乳调节废水pH，投加一定量的絮凝剂后，采用无极调速六联搅拌器以180r/min快速搅拌3min，根据实验需要投加一定量的助凝剂，再以60r/min慢速搅拌3min，静置1h后取上清液测定各项指标(CODcr，pH、色度等)。2实验结果与分析2.1絮凝剂种类及投加量对絮凝效果的影响取酸析出水用石灰乳中和至pH=5.0左右，分成两组，第一组分别加入2‰、3‰、4‰、6‰、8‰的聚合氯化铝，第二组分别加入2‰、3‰、4‰、6‰、8‰的聚合硫酸铝铁。考察其色度及COD去除率，如图2、3所示。024681001020304050607080聚合氯化铝聚合硫酸铝铁色度去除率/%絮凝剂投加量/‰图2絮凝剂投加量与色度去除关系曲线Fig.2Therelationshipbetweenaddingquantityofflocculantandchromaticity024681001020304050聚合氯化铝聚合硫酸铝铁COD去除率/%絮凝剂投加量/‰图3絮凝剂投加量与COD去除关系曲线Fig.3TherelationshipbetweenaddingquantityofflocculantandCODremoval结果表明：两种絮凝剂变化规律类似，投加量在2～4‰时，随着絮凝剂投加量的增加，混凝出水色度及COD都逐渐减小，但投加量超过3‰后，其色度及COD变化均较小。3‰的絮凝剂投加量的测定结果见表1。表1不同絮凝剂的比较实验结果Tab.1Experimentresultsofcomparisonwithdifferentflocculants酸析出水3‰的聚合氯化铝3‰的聚合硫酸铝铁絮凝反应前1.905.05.0pH絮凝反应后-5.75.7Zn2+/(mg·L-1)188155149CODcr/(mg·L-1)1270785953色度/倍600200250将絮凝反应后的上清液分别用石灰乳调pH至10.0，沉淀，测定其上清液中Zn2+含量均在0～4mg/L之间，表明絮凝剂种类及投加量对后续除锌工艺没有影响。投加3‰的聚合氯化铝，COD及色度去除率分别为38%和67%，而投加3‰的聚合硫酸铝铁，其COD及色度去除率分别为25%和58%。考虑实际运行的经济可行性，采用聚合氯化铝作为后续实验用絮凝剂，并确定其最佳投加量为3‰。2.2废水pH对聚合氯化铝絮凝效果的影响取酸析出水先用石灰乳中和至不同的pH，然后分别加入3‰的聚合氯化铝，搅拌均匀后沉淀，观察各处理水样的脱色效果、絮凝效果及产生污泥量，结果见表2。由表2可知，随着pH增加，脱色效果、絮凝效果及产泥量均增加。pH调至5～7时，其脱色效果最好，pH为9时，脱色效果反而变差。产生的泥量随pH增加而增加主要是由于调节pH所投加的石灰乳量增加，而石灰乳中含有大量无效残渣，广东化工2007年第8期·72·左右比较合适。表2不同pH水样对聚合氯化铝絮凝效果的影响结果Tab.2EffectofwastewaterindifferentpHtopolyaluminiumcoagulantefficiencypH脱色效果絮凝效果泥量2.0---3.0+++4.0+++++5.0++++++++7.0+++++++++9.0+++++++++2.3助凝剂的投加对聚合氯化铝絮凝效果的影响取酸析出水用石灰乳中和至pH=5.0左右，投加3‰的聚合氯化铝快速反应后，分成两组，第一组分别加入2、3、4、6、8、10ppm的阳离子型PAM，第二组分别加入6、8、10ppm的阴离子型PAM。慢速搅拌反应，观察各处理水样的脱色效果、絮凝效果及产生污泥的沉降性，结果见表3。表3助凝剂的投加对聚合氯化铝絮凝效果的影响Fig.3EffectofthecoagulantstotheefficiencyofpolyaluminiumcoagulantPAM种类投加量/ppm脱色效果絮凝效果污泥沉降性2++++++++3+++*++++++4+++++++++6+++++++8+++++++阳离子型10+++++++6+--8++-阴离子型10+++++-*注：投加3ppm阳离子型PAM测定其上清液色度为200倍。阳离子型PAM的助凝效果远优于阴离子型，随着阳离子型PAM投加量的增加，絮凝效果和污泥沉降性接近，脱色效果反而明显降低。2.4酸析工段pH的控制对后续絮凝工段产生的污泥量的影响分别取酸析出水(pH=1.90)3份，先用NaOH溶液将其中两份pH分别调至pH=1.96和pH=2.20，然后，分别用石灰乳将3份水样均中和至pH=5.0，再各加入3‰的聚合氯化铝，搅拌均匀后沉淀1h，去上清液，收集污泥经抽滤、烘干后测定各样品的污泥干重，见表4。表4酸析出水pH对絮凝工段污泥量的影响Fig.4EffectofpHoftreatedwastewatertosludgeproductionincoagulantstage酸析出水pH絮凝工段产泥量/(g·L-1)污泥减少量/%1.902.59-1.962.0520.82.201.5938.6结果表明，酸析时pH控制越高(pH低于2.5均能满足酸析反应要求)，絮凝工段所产生的污泥量越少。酸析出水pH由1.90提高到2.20，絮凝反应污泥量减少近40%，可以大大缓解絮凝工段污泥处理压力，同时可减少废酸水(生产上经常废酸水不够补加酸)用量和石灰乳投加量。3结论(1)分别采用聚合氯化铝和聚合硫酸铝铁对酸析出水进行絮凝反应对比实验，结果表明：采用投加量为3‰的聚合氯化铝较为适宜。此时酸析出水的色度和COD可分别下降67%和38%。(2)原水pH调至5～7时，其脱色效果和絮凝效果均最好，而pH为7时产生的泥量较多，故絮凝反应调节原水pH至5左右比较合适。(3)阳离子型PAM的助凝效果远优于阴离子型，随着阳离子型PAM投加量的增加，絮凝效果和污泥沉降性接近，脱色效果反而明显降低。(4)酸析出水pH对后续絮凝工段的产泥量影响较大，当酸析出水pH从1.9上升至2.20时，污泥量可减少38.6%，因此，应严格控制酸析工段的pH在2.20左右。参考文献[1]杨卫明，石颐．酸析木素法处理造纸黑液的改进与应用[J]．环境工程，1997，15(2)：3-6．[2]施振南．絮凝理论综述[J]．西南给水排水，1982，4(3)：30-37．[3]董秉直，曹达文，等．最佳混凝投加量和pH去除水中有机物的研究[J]．工业水处理，2002，22(6)：29-30．（本文文献格式：缪礼鸿，李芙蓉，文金丽．化纤综合废水处理絮凝剂的筛选与应用[J]．广东化工，2007，34(8)：70-72）