聚硅酸絮凝劑對工業(yè)廢水有機物降解
目前水處理絮凝劑主要分為有機和無機兩類,有機的絮凝劑主要有聚丙烯酰胺等有機高分子聚合物。有機絮凝劑具有用量少,絮凝能力強,使用pH范圍大,沉淀效果好等多種優(yōu)點,但是該物質(zhì)價格較高,且殘余單體是具有生物毒性的,有些還有“三致”效應(yīng)(致崎、致癌、致突變),因此對于有機絮凝劑的使用安全問題一直是技術(shù)瓶頸。無機類絮凝劑常見有鐵系,鋁系絮凝劑。鐵系絮凝劑能形成較大絮體,沉降性能好,但是腐蝕性高,穩(wěn)定性低,而且易產(chǎn)生大量污泥。鋁系絮凝劑卻沉降性較差,絮體較小且部分聚合鋁系絮凝劑生產(chǎn)過程復(fù)雜。以上絮凝劑各具特點,且已廣泛應(yīng)用與各類工業(yè)廢水處理中,但隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格,工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高,對絮凝劑的技術(shù)升級也提出來更高要求。
新型聚硅酸絮凝劑,采用聚合硅酸、金屬離子等多種組分間通過縮聚、配位鍵合等作用形成的均勻的聚合物。該類絮凝劑能提供大量的多羥基絡(luò)合離子,能夠強烈吸附污物膠體微粒,通過粘附、架橋、交聯(lián)作用,從而促進膠體凝聚,同時還發(fā)生物理化學(xué)變化,中和膠體微粒及懸浮物表面電荷,降低電位,使膠體離子由原來的相斥變成了相吸,促使膠體微粒相互碰撞,從而形成絮狀混凝沉淀。再從無機高分子體系中引入有機高分子,可有效克服無機絮凝劑分子鏈較短的不足,通過顆粒之間的架橋形成大的絮凝體,并通過卷掃去除微小顆粒,達到絮體粘結(jié)聚集性好,吸附架橋能力強,絮體大且密實,沉降速度快,脫色性能好的處理效果。
本次試驗采用新型聚硅酸類絮凝劑對多種工業(yè)廢水進行測試,以濁度和COD為考察指標(biāo)。在實驗基礎(chǔ)上,歸納總結(jié)絮凝工序設(shè)計參數(shù),為新型聚硅酸類絮凝劑在工業(yè)廢水中應(yīng)用提供有效技術(shù)支撐。
1、實驗部分
1.1 實驗儀器和試劑
本次實驗采用重鉻酸鉀法測定CODCr,實驗儀器和試劑詳見表1。
1.2 實驗流程
(1)分別量取需處理的廢水水樣,倒入的燒杯中。共計5種水樣,分別為:乙二醇化工行業(yè)、焦化行業(yè)、制藥行業(yè)、食品加工、造紙行業(yè)的廢水站處理尾水。
(2)在攪拌(200r/min)的條件下,分別加入一定量的聚硅酸絮凝劑,攪拌反應(yīng)10min。
(3)攪拌完成時,用堿調(diào)節(jié)水樣pH在6.0~7.0左右(若pH值高于6則不需要加堿),并加入陰離子PAM(配制濃度1‰,分子量1000萬以上),慢攪(30r/min)1min,待出現(xiàn)較大的絮聚體后,停止攪拌,靜置沉淀。
(4)靜置沉淀30分鐘后,取上清液并測定其COD。
1.3 實驗操作
(1)原水水樣COD值的測定:取2mL原水水樣加入1mL0.009mol/L重鉻酸鉀試劑和2mL10g/L硫酸-硫酸銀試劑,混合均勻,作為待測試劑,同時以150mol/L的鄰苯二甲酸氫鉀作為標(biāo)準(zhǔn)使用液,配制標(biāo)準(zhǔn)系列。
(2)如待測水樣中氯離子濃度偏高,需加入硫酸汞消除干擾。
(3)稀釋高效混凝劑標(biāo)準(zhǔn)液,稀釋比例1∶100。
(4)用100mL錐形瓶各取100mL水樣,分別加入1.0mL,2.0mL,4.0mL,8.0mL,10.0mL于水樣中,最后測得COD值。
2實驗結(jié)果
針對乙二醇化工行業(yè)、焦化行業(yè)、制藥行業(yè)、食品加工、造紙行業(yè)的廢水站處理尾水進行了加藥量與COD去除的關(guān)系測試,結(jié)果如表2~6。
根據(jù)上述實驗測試結(jié)果可見:新型聚硅酸類絮凝劑對上述行業(yè)工業(yè)廢水尾水具有良好的COD降解能力,絮體大且密實,沉降速度快,脫色性能好,設(shè)計投加量建議在5mg/mg~10mg/mgCOD。如工業(yè)尾水COD高于500mg/L,如制藥廢水,直接加藥去除,藥劑加藥量大,運行成本高。可考慮先采用生化方式進行去除大部分COD后,再采用新型聚硅酸藥劑強化出水COD指標(biāo),更為經(jīng)濟合理。
3、結(jié)語
(1)新型聚硅酸類絮凝劑具有絮體粘結(jié)聚集性好,吸附架橋能力強,絮體大且密實,沉降速度快,脫色性能好的處理效果,適宜在工業(yè)廢水尾水深度處理中作為脫碳、脫色劑使用。
(2)根據(jù)多種工業(yè)廢水尾水試驗測試,如以降解COD為主要目標(biāo),建議絮凝工序加藥量宜按5~10mg/mgCOD進行設(shè)計。(來源:中冶京誠工程技術(shù)有限公司)
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