焦化廢水絮凝處理研究
導讀：GENCO6010便攜式pH計。微波密封消解COD速測儀。水處理絮凝劑主要有無機高、低分子絮凝劑和有機高分子絮凝劑。為了進一步確定投加量的具體范圍，在200mg/L—350mg/L的范圍內，又做了一組絮凝實驗，結果如圖2-2。從圖中可以看出，最佳的投藥量為290mg/L左右，其CODcr去除率可達50%，色度去除率為75%。⑶由于焦化廢水中有機污染物含量較高，對膠體有強烈的保護作用，造成絮凝劑投加量較多，因而在運行成本上會有所增加，需要進一步降低。
關鍵詞：焦化廢水，絮凝劑，投加量，COD，色度，pH
0.概 述
隨著鋼鐵工業的迅速發展，我國每年都有大量焦化廢水產生，而焦化廢水是一種含大量有機物、高氨氮的有害廢水。如何實現對焦化廢水的有效處理，已成為治理工業有機廢水的一個重要課題。目前，對焦化廢水的治理方法很多，包括物理化學法、生物法及濕式氧化法[1]、利用煙氣處理[2]及超臨界氧化法等技術[3]。本文針對某焦化廢水廠經生物法處理后，其COD和色度不達標的情況，研究絮凝沉淀法對出水COD和色度的去除效果影響。
1.實驗部分
1.1 實驗用水
實驗采用經蒸氨—水解酸化—SBR組合工藝處理之后的焦化廢水，其CODcr濃度為260mg/L，氨氮濃度為170mg/L，pH值為7.5，色度為29。
1.2 實驗內容
實驗研究分為以下幾個部分：
⑴ 研究不同絮凝劑對焦化廢水的處理效果，確定最適宜的絮凝劑;
⑵ 研究絮凝劑的最佳投藥量、pH;
⑶ 投加PAM作為助凝劑，研究不同的處理效果。
實驗設備及藥品：
JB50-D型增力電動攪拌機;GENCO6010便攜式pH計;微波密封消解COD速測儀;比色管;所有藥品均是化學純。
1.3 絮凝劑的選擇
水處理絮凝劑主要有無機高、低分子絮凝劑和有機高分子絮凝劑。免費。目前常用的無機絮凝劑主要有鋁鹽和鐵鹽及其水解聚合物。鐵鹽有優于鋁鹽的地方，如適用的pH范圍較寬、絮凝體比鋁鹽密實等優點。有機高分子絮凝劑的品種比較多，大多數效果良好，但價格昂貴，一般作為助凝劑使用。目前最常用的是聚丙烯酰胺(PAM)。
本實驗首先用不同的絮凝劑對廢水進行絮凝試驗，根據實驗結果，選用效果比較好的絮凝劑，再研究其使用條件。
為了獲得最佳的絮凝處理效果，實驗選取MnSO4，Al2(SO4)3，Fe2(SO4)3，CuSO44種絮凝劑進行對比實驗。實驗了相同pH條件下，不同絮凝劑對廢水中污染物的濃度去除率的影響。將上述4種絮凝劑分別配制成濃度為10%的溶液，取3ml溶液加入到150ml廢水中，調整pH=10，先快速攪拌(轉速為270r/min)5min，再慢速攪拌(轉速為50r/min)30min。此時絮凝劑與廢水中的有機膠質微粒進行迅速的混凝、吸附與附聚。攪拌完成后靜置1h，測其上清液的CODcr及色度。通過數組實驗后，其平均去除率見表2-1。
通過對絮凝效果的初步比較，選用絮凝效果較好的Fe2(SO4)3作為后續實驗中首選的絮凝劑，并通過改進絮凝條件確定其最高的去除率。
表2-1 各種絮凝劑對焦化廢水的去除效果
| 實驗號 | 絮凝劑 | 原水CODcr（mg/L） | 處理后CODcr（mg/L） | 去除率（％） | 原水色度（倍） | 處理后的色度（倍） | 去除率（％） |
| 1 | AL2(SO4)3 | 260 | 184 | 29.18 | 29 | 27 | 75 |
| 2 | Fe2(SO4)3 | 260 | 124 | 52.39 | 29 | 27 | 75 |
| 3 | MnSO4 | 260 | 238 | 8.32 | 29 | 28 | 50 |
| 4 | CuSO4 | 260 | 217 | 16.70 | 29 | 28 | 50 |
1.4 確定絮凝處理焦化廢水的最佳工藝條件
1.4.1 Fe2(SO4)3絮凝劑實驗結果
⑴ 最佳投藥量實驗
實驗取相同水樣5份，首先分別加入質量濃度為100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L的Fe2(SO4)3進行絮凝實驗，取上清液進行分析，結果見圖2-1。
由圖2-1可知，隨著投加量的增加，CODcr和色度的去除率明顯增高;在Fe2(SO4)3質量濃度為100mg/L~300 mg/L時，CODcr和色度的去除率迅速增加;在投加量濃度大于300 mg/L時，CODcr去除率達到50%以上，色度的去除率達到80%左右，以后曲線變化平緩。
圖2-1 Fe2(SO4)3絮凝劑在不同投加量時對CODcr和色度的去除率
為了進一步確定投加量的具體范圍，在200mg/L—350mg/L的范圍內，又做了一組絮凝實驗，結果如圖2-2。從圖中可以看出，最佳的投藥量為290mg/L左右，其CODcr去除率可達50%，色度去除率為75%。而且從絮凝效果來看，在加入絮凝劑后，礬花形成快，且大而密實，泥水易于分離，色度去除顯著。
圖2-2 Fe2(SO4)3絮凝劑在不同投加量時對CODcr和色度的去除率
⑵最佳pH實驗
每種絮凝劑都有其適宜的pH值范圍，pH值的大小不僅直接影響污染物的存在形態和性質，而且還影響著絮凝劑的水解平衡與水結產物的存在形態。網。因此，在絮凝處理過程中，調節控制廢水的pH至關重要。免費網。為此，控制Fe2(SO4)3投加量濃度為300mg/L，考察了不同pH值對污染物的去除率的影響，結果見圖2-3。
圖2-3表明：CODcr和色度的去除率在pH值為7左右時，去除率最高，分別為50%和75%。當pH小于或大于7的時候，去除率都有所下降。
圖2-3 Fe2(SO4)3絮凝劑在不同 pH值時對CODcr和色度的去除率
⑶投加PAM為助凝劑時的去除效果
根據絮凝理論，使用無機絮凝劑時，向廢水中投機高分子的助凝劑可促進絮凝體的形成，加速沉淀，提高絮凝處理效果。本實驗采用PAM作為助凝劑。具體才操作是先投加定量的Fe2(SO4)3溶液，快速攪拌使之水解并形成微絮凝體，再加入PAM進行吸附架橋，起到促進絮凝的效果。分別實驗不同的Fe2(SO4)3投加量和不同的助凝劑投加量的實驗效果。與未投加PAM的情形相比，投加PAM作為助凝劑后，燒杯中礬花變大，且沉淀較快。從圖2-4的試驗結果可看出，投加PAM后大大提高了Fe2(SO4)3對廢水CODcr的去除效果。在最佳投藥量下，CODcr的去除率提高至60%左右。同時，當PAM的投加量分別為1mg/L，2mg/L和5mg/L時，絮凝的效果相差不大，即投加1mg/L的PAM就可達到比較好的去除效果。
圖2-4 不同Fe2(SO4)3及不同助凝劑投加量下的COD去除效果
2.結論與建議
⑴Fe2(SO4)3絮凝劑對焦化廢水有較好的混凝作用，實驗研究表明，其最佳的投加量在300mg/L左右，最佳pH值為7，在此優化條件下，該絮凝劑對焦化廢水CODcr的去除率為50%左右，對色度的去除率在75%左右。
⑵在最佳絮凝劑Fe2(SO4)3投藥量300mg/L，pH為7的情況下，投加助凝劑PAM后，對CODcr的去除率增加了10%左右，效果比較好。
⑶由于焦化廢水中有機污染物含量較高，對膠體有強烈的保護作用，造成絮凝劑投加量較多，因而在運行成本上會有所增加，需要進一步降低。
⑷對廢水絮凝系統進行科學優化，綜合研究水溫、pH值、水質、水力條件和投藥方式對系統的影響，從而提高絮凝效果。
參考文獻
[1] 史曉燕,肖波,楊家寬, 等. 焦化廢水處理技術的發展[J]. 環境技術, 2003, 6:47.
[2] 張瑜,江白茹. 鋼鐵工業焦化廢水治理技術研究[J]. 工業安全與環保,2002,28(7):527.
[3] 王業耀,袁彥肖,田仁生. 焦化廢水處理技術研究進展[J]. 工業水處理, 2002, 22(7):3.
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