絮凝法预处理含酚高浓度有机废水
【】与聚合氯化铝铁(PAFC)分别与三个电荷型聚丙烯酰胺(阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),阴离子聚丙烯酰胺(APAM)和非离子聚丙烯酰胺(NPAM))预处理后,匹配高浓度含酚废水有机讨论了絮凝剂对浊度的分布,总酚和化学耗氧量(COD)的去除效率。筛选出了三种荷电型有机絮凝剂,结果表明,PAFC与CPAM复合絮凝效果最佳。采用单因素试验和正交试验研究了PAFC用量、CPAM用量、pH值和水力条件对含酚高浓度有机废水絮凝预处理的影响。结果表明,最好的治疗结果当pH值是5,PAFC 1.5 g / L, CPAM 20 mg / L,而最好的去除浊度、总酚和鳕鱼有99.1%、37.5%和55.4%分别在300 r / min 1分钟和50 /分钟10分钟。
含酚高浓度有机废水主要来自煤化工、炼油炼焦、纺织、炼钢、化工中间体生产、污泥或垃圾焚烧、垃圾填埋渗滤液等工艺流程。废水的组成极其复杂,其中酚类、多环芳香族化合物、氨氮、轻油等物质进入水中,形成有机污染物浓度高、降解困难的工业废水[2-3]。高浓度苯酚有机废水中的酚类物质及其衍生物具有较高的生物毒性,不仅对人体和水环境具有毒性作用,而且在水处理的生化过程中对微生物具有抑制和毒害作用。此外,废水中含有大量的小颗粒,会在一定程度上影响后续水处理单元,容易堵塞设备。因此,为了减少对后续机组的影响,需要进行预处理。
目前,常用的高浓度苯酚有机废水预处理包括除油、脱酚、SS去除(一次沉淀池、混凝沉淀等)和有毒、有害或难降解有机化合物[4-5]。对于废水中悬浮物和细颗粒的去除,一般采用絮凝沉淀法。采用适当的絮凝剂对废水进行固液分离,去除废水中悬浮的胶体颗粒。絮凝沉淀法具有操作简单、处理效果好、成本低等优点,用于煤制气废水的预处理阶段,可减少后续生化处理的有机负荷。已成功应用于煤气化、煤液化等废水的预处理工艺。连国琦等[7]采用聚氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)复合絮凝剂处理含酚高浓度有机废水。经絮凝处理后,化学耗氧量(COD)去除率可达80.92%。
针对含酚高浓度有机废水的特点,采用无机混凝剂与有机絮凝剂相结合的预处理方法,降低废水中有机物的浓度,通过混凝沉淀去除苯酚。絮凝剂和复合组合,筛选和聚合氯化铝铁(PAFC)剂量数量、有机絮凝剂加药数量、水力条件、pH值对凝固的影响试验,通过正交试验优化,确定重要的因素,选择一种有效的处理方案,提供一定量的苯酚含有高浓度有机废水预处理。
1测试
1.1废水的来源及性质
高浓度苯酚的有机废水呈深褐色,气味刺鼻。
1.2主要试剂
聚合氯化铝铁(PAFC、铁和铝的质量分数是27%)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM, 000万,分子量阳离子度40%),阴离子聚丙烯酰胺(APAM, 000万,分子量的阴离子度14%),非离子聚丙烯酰胺(NPAM,分子量为1 000万),分析纯,国家医药集团化学试剂有限公司。
1. 3 试验方法
分别取一定量的含酚高浓度有机废水于烧杯中,用一定量 H2 SO4 和 NaOH 调节 pH,将烧杯置于ZR4-6 型混凝试验搅拌机上,投加适量无机混凝剂,以 300 r /min 快速搅拌 1 min 后,投加一定量的有机絮凝剂,以 50 r /min 慢速搅拌 10 min,静置 30 min后,取上清液依次测定 COD、浊度、总酚质量浓度( 简称总酚) 等指标。另采用 PAFC 投加量、CPAM投加量、废水 pH、搅拌转速为影响因素开展正交试验,确定影响絮凝效果的显著性影响因素。该试验总酚质量浓度采用溴化容量法测定,在废水测定前需要排除各种干扰[8]; COD 采用哈希DR1010 型 COD 测定仪测定; 浊度采用哈希 2100Q便携式浊度仪测定; 氨氮采用纳氏试剂分光光度法测定。
2 结果与讨论
2. 1 有机絮凝剂的筛选
与聚合硫酸铁和聚合氯化铝相比,PAFC 同时具备铝盐和铁盐的性质,使其具有明显性能优势[9],故试验选用 PAFC 作为无机混凝剂。在其他条件相同的情况下,分别研究不同投加量时单一絮凝剂和复配絮凝剂的处理效率,结果如图 1—5所示。
由图 1 和 2 可知: 随着单一无机混凝剂或有机絮凝剂投加量的增加,浊度、总酚和 COD 的去除率先增大后减小,且单独投加有机絮凝剂 NPAM 的絮凝效果优于单独投加 PAFC 的,投加 20 mg /L NPAM时总酚和 COD 的最大去除率仅为 16. 0%和 18. 6%,投加 30 mg /L NPAM 时浊度的最大去除率仅为82. 2%。因此,投加单一絮凝剂对该废水的处理效果不明显,且投加单一絮凝剂处理该废水时,絮体颗粒较小,沉降性能差。由图 3—5 可知: PAFC 与 3种电荷类型聚丙烯酰胺进行复配( PAFC +APAM、PAFC+CPAM、PAFC+NPAM) 预处理该废水,随着投加量的增加备,
浊度、总酚的去除率先升高后逐渐降低,COD 的去除率则先升高后逐渐趋于平稳,在投加 1. 5 g /L PAFC+30 mg /L PAM 时混凝效果最好,浊度、总酚和 COD 的去除率分别为 90. 1%、18. 4%和 28. 9%,此时混凝效果优于单独投加单一絮凝剂v> 的絮凝效果。PAFC 水解会生成具有强吸附和电中 和能力的正电荷多核羟基配位化合物,随着 PAFC 投加量的增加,带正电荷的多核羟基配位化合物增 多,与废水中带负电荷的胶体颗粒发生吸附作用和 电中和作用,使其快速脱稳,形成絮体[10]。单独投 加 PAFC 时,絮体较小且沉降较慢,随着 PAM 的投 加,PAM 的酰胺基( —CONH2 ) 可与许多物质亲和、 吸附形成氢键,吸附架桥作用增强,促进絮体的凝 聚,形成更大的絮体并快速沉淀[11]。随着絮凝剂的 继续投加,胶体颗粒被过量的絮凝剂包裹,颗粒带相反电荷而复稳,颗粒更分散,絮凝效果变差。公司可根据客户要求制作各种流量的纯水设备,超纯水设备及软水处理设备。 ,。
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