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    复合絮凝剂处理酿造废水的性能研究
    发布时间: 2017-07-27 14:44:05

    www.wateron.cn 专栏编辑:刘东华  联系邮箱:dsdepc@126.com

    酿造废水具有成分复杂、有机物和悬浮物含量高、色度大、易腐败、水质水量变化大等特点, 一般无毒性, 但会导致受纳水体富营养化, 污染环境, 尤其是酱油废水浓度高、黏度大、色度深、负荷变化大, 成为废水处理的难点。

    目前国内处理酿造废水的工艺主要包括“气浮—厌 氧—生 物 接 触 氧 化—砂 滤 ”、“预 曝 调 节—二 段AO—沉淀”等, 并通过活性炭、煤渣等方式进行吸附脱色, 但上述工艺存在着投资大、处理成本高等问题。

    化学絮凝法以其工艺简单、适应性强、操作管理方便、基建投资低等优点成为目前酿造废水处理广泛采用的重要方法, 因此, 研制成本低廉而性能优良的絮凝剂成为絮凝研究中的一个热点。

    炼铁高炉产生的瓦斯灰和铝冶炼企业产生的炼铝灰渣都是产量大、污染严重的工业废渣, 除其中的少部分用于建筑、交通外, 大部分都堆积废弃, 严重地污染了周边环境。为了降低酿造废水治理的费用,笔者研究利用廉价的工业废渣制备复合絮凝剂聚合氯化铝铁( PAFC) 处理酿造废水, 探讨了不同絮凝剂投加量以及p H与污染物去除率的关系, 考察了PAFC 的絮凝性能及絮凝机理, 旨在为酿造废水的治理寻求一条安全、低廉、高效的处理方法。

    1.1 复合絮凝剂的制备

    将高炉瓦斯灰和铝灰分别用盐酸酸浸, 在不同反应温度、溶出时间、渣酸比等条件下,

    以铝铁的溶出率为评价指标, 通过单因素试验确定两种废渣的最佳溶出条件, 即瓦斯灰为温度 100~105 ℃, 浸溶时间 3 h,m(瓦斯灰)∶m(盐酸)=1∶3; 铝灰为温度 100~105 ℃, 浸溶

    时间 1 h, m(铝灰)∶m(盐酸)=1∶10。将酸浸后得到的炼铝灰渣溶出液在 60~70 ℃的温度下用一定比例 Al(OH)3溶胶中和 p H,并保温搅拌反应 1 h 左右, 加入高炉瓦斯灰溶出液, 继续保温搅拌反应 3 h, 静止熟化 24 h,就得到了红棕色的 PAFC 液体产品。该 PAFC 复合絮凝剂, p H=3.5, 相对密度 1.2, Al2O3和 Fe2O3质量分数分别为 5.26%和 1.13%。

    1.2 实验方法

    , 在 室 温 ( 2224 ℃) 下 , 每 次 取 水 样500 m L, 加入一定量的复合絮凝剂后用 Na OH 或HCl 调 p H, 在转速为 100 r/min 条件下搅拌 1 min,然后在转速为 50 r/min 条件下缓慢搅拌 10 min, 静置 30 min 后取上清液进行分析。COD 用重铬酸钾法测定; p H 用玻璃电极法测定; 色度用稀释倍数法测定。

    2 结果及讨论

    2.1 复合絮凝剂投加量对处理效果的影响

    由于絮凝剂投加量与废水性质有关, 最佳投加量要通过实验才能确定。絮凝剂的投加量是影响絮凝效果的重要因素, 它与被处理废水胶体浓度之间存在着不甚严密的化学计量关系, 因此对于任何废水的絮凝处理, 均存在一个最佳投加量。笔者按 1.3 方法进行试验考察复合絮凝剂投加量对处理效果的影响并与 PAC 的处理效果进行了对比。PAFC、PAC 絮凝剂投加量对 COD 去除率和脱色率的影响分别见图 1 和图 2。

    图1.png

    图2.png

    由图 1 和图 2 可知, 在两种絮凝剂的最佳投量范围内, PAFC 对酿造废水的絮凝效果明显优于PAC。随着 PAFC 投加量的增大, COD 去除率和脱色率明显增加。但是,当 PAFC 投加量增至一定值时,再增加投加量去除率增加缓慢, 有时反而下降, 其原因可能是 PAFC 的增加先使胶体颗粒放电, 由于消除了胶体颗粒间的相互排斥作用, 胶体就产生了凝聚, 因而脱稳。投加量再增加, 由于吸附了更多的凝聚离子, 胶体带正电荷, 使之重新趋于稳定。综合经济成本等方面考虑, 絮凝剂投加质量浓度以 35~40mg/L 为宜。

    2.2 p H 对处理效果的影响

    p H 对色度及 COD 去除率影响见图 3。

    图3.png


    由图 3 可知, p H 对PAFC 的脱色率和 COD 去除率均 有 比 较 大 的 影 响 。 在 p H 为6.0~8.0 范 围内, 絮凝效果最佳。出现这种情况的原因主要是于 PAFC 水解生成物在不同 p H 条件下的存在形态不同造成的, 在 p H<7.0 时, PAFC水解生成的高价正电多核络离子占优势, 这些高价正电多核络离子对废水中胶粒具有专属吸附脱稳作用。在 p H为 7.0~8.0 范围内, 主要是 PAFC 水解生成的低电荷的正电多核络离子或金属氢氧化物凝胶物对脱稳的微粒产生黏结架桥絮凝和卷扫沉淀作用而使胶粒聚沉, 所以絮凝效果最佳。p H 再升高, PAFC水解产物的电荷迅速降低, 且成负值,导致絮凝效果变差p H>10 以后, 絮体明显变得疏松。总体来看 PAFC 适用范围较宽, 在 p H 4.5~9.0 之间均有良好的絮凝效果。

    3 结论

    ( 1) 产品 PAFC 在原料选择上是对工业废渣高炉瓦斯灰、炼铝灰渣的回收利用。这样不但降低了产品 PAFC 的成本价格, 而且保护了环境, 达到以废治废的目的。

    ( 2) 复合絮凝剂 PAFC 综合了铝、铁等有效成分, 其处理废水时脱稳过程和吸附架桥、沉淀作用同时存在, 此外由于铁离子和铝离子具有阳离子型无机絮凝剂的性质, 在絮凝过程中还具有电中和的能力, 所以产品具有高效的絮凝性能。

    ( 3) 复合絮凝剂 PAFC 对酿造废水的处理效果显著, 在投加质量浓度为 35~40 mg/L, pH 为 6.0~8.0 时, COD 去除率可达 64.7%以上, 脱色率可达工业水处理 87.5%, 具有反应快、用量小、絮体大、产生的污泥量少、出水水质好等特点。

    ( 4) PAFC 适用范围广, 原料易得, 成本低, 是一种高效实用的复合型絮凝剂。

    节选自:李善评《复合絮凝剂处理酿造废水的性能研究》

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