（环境工程专业论文）组合工艺处理制浆造纸黑液试验研究.pdf

摘要 本论文以黑龙江某造纸厂草浆稀黑液为研究对象，对草浆稀黑液的污染 控制进行了深入研究，提出“粉煤灰吸附一混凝沉淀一水解酸化”的组合 工艺路线处理制浆造纸稀黑液，旨在最大程度的去除稀黑液中的污染物质， 减轻后续处理设施的运行负荷，降低处理的难度，然后将处理后的稀黑液与 制浆造纸过程的其它废水混和，共同进入后续处理设施。本论文对这种工艺 路线进行了详细研究，分析了各工艺单元的处理效能及影响因素，最终确定 了工艺运行的最优控制参数。 粉煤灰是一种工业废料，来源广泛，价格低廉，将其应用于造纸稀黑液 的处理，真正实现了以废治废的目的，粉煤灰表面具有较高的活性，对水中 杂质具有较好的吸附性能和离子交换能力。通过正交试验对粉煤灰的吸附效 果进行研究，结果表明，粉煤灰粒径( 且) 是影响吸附效果的最主要因素，控 制合理的参数，粉煤灰吸附柱可以将稀黑液c o d 从2 47 9 0 m g l 降低至 1 37 5 8 m g l ，去除率达到4 4 5 。 混凝试验首先进行最佳混凝剂种类研究，确定p a c 为最佳混凝剂。进一 步研究表明，助凝剂p a m 的加入不仅缩短了混凝沉淀时间，而且使混凝沉淀 效果更加稳定。控制适当的p a c 和p a m 投量、反应时间、沉淀时间、p h 值 等条件，可以使稀黑液c o d 继续降低至52 2 8 m g l ，去除率在6 0 以上，同 时，混凝剂对稀黑液s s 也有很好的去除效果，去除率可以达到9 4 。 水解酸化可以提高废水的可生化性，对稀黑液c o d 也有一定的去除效 果，本试验采用复合式水解酸化反应器，它具有容积负荷高，耐冲击能力 强，运行稳定等优点。通过试验，预处理后的稀黑液可以直接进行水解酸化 处理，其中容积负荷和水力停留时间是影响水解酸化效果的关键因素，在常 温条件下，运行稳定的水解酸化反应器对c o d 、b o d 的去除率分别为1 8 年h 1 5 9 ，b o d c o d 比值由0 3 4 上升到0 3 6 ，实现了水解酸化的目的。 试验结果表明：“粉煤灰吸附一混凝剂沉淀一水解酸化”组合工艺具有 耐水质冲击负荷能力强、有机物去除效果好、悬浮物去除率高、温度及p h 适应范围广等优点，是一种稳定、高效、可行的制浆造纸稀黑液处理工艺。 关键词制浆造纸稀黑液；粉煤灰；混凝剂；水解酸化 坠堡堡三些尘耋三兰至兰篁丝圣 a b s t r a c t i nt h i sp a p e r , b yt a k i n go n ep a p e rm a l li nh e i l o n 9 3 i a n ga sa l lo b j e c to fs t u d y , t h er e s e a r c ho nc o n t a m i n a t i o nc o n t r o lo fg r a s s - p u l p i n ga n dp a p e rm a k i n gb l a c k l i q u o rw a sc a r r i e do u t ，a n dac o m b i n e dp r o c e s so fc o a la s ha d s o r p t i o n - c o a g u l a n t d e p o s i t i o n h y d r o l y s i sa c i d i f i c a t i o nw a sf i r s t l yp r o p o u n d e dt ot r e a tb l a c kl i q u o r i ta i m sa td e c r e a s i n gt h ep o l l u t i o n sc o n c e n t r a t i o ni nt h eb l a c kl i q u o r , r e d u c i n gt h e l o a do ft h ef o l l o w i n gw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t sa n dl e s s e n i n gt h ed i f f i c u l t yo f t h ef o l l o w i n gd i s p o s a l t h e n ，t h eb l a c kl i q u o rw a sm i x e dw i t ho t h e rw a s t e w a t e r i np u l p i n ga n dp a p e r m a k i n gp r o c e s s ，f l o wi n t ot h ef o l l o w i n gt r e a t m e n tp l a n t s t o g e t h e r al a b o r a t o r ye x p e r i m e n tw a sc a r e f u l l yc o n d u c t e dt os t u d yt h en e w c o m b i n e dp r o c e s st os t u d yt h et r e a t m e n te m c i e n c ya n de f f e c tf a c t o r so fe v e r y u n i tp r o c e s s ，t h r o u g he x p e r i m e n t ，t h eo p t i m a lc o n t r o l l i n gp a r a m e t e r so fr u n n i n g t h ep r o c e s sw a sd e t e r m i n e d c o a la s h ，w h i c hi sc h e a pa n dc a nb ee a s i l yg a i n e d ，i sa ni n d u s t r yw a s t e r e s i d u e i fi tc a nb eu s e dt od i s p o s a lb l a c kl i q u o rs u c c e s s f u l l y t h ea i mo ft r e a t i n g w a s t ew i t hw a s t ew i l lb er e a l i z e d c o a la s hh a sg o o da d s o r p t i o na n di o n e x c h a n g ea b i l i t yt oc o n t a m i n a t i o ni nb l a c kl i q u o rb e c a u s eo fi t sh i g hs u r f a c e a c t i v a t i o n t h r o u g ho n h o g o n a le x p e r i m n t ，t h ep r i m a r yr o l eo ff a c t o r st h a ta f f e c t t h ea d s o r p t i o nr e s u l t si st h ed i a m e t e ro ft h ec o a la s h u n d e rp r o p e rc o n d i t i o n s ， t h ec o a la s ha d s o r p t i o np i l l a rm a yr e d u c et h ec o do ft h eb l a c kl i q u o rf r o m 2 4 7 9 0 m g lt o1 3 7 5 8 m g l ，t h er e m o v a le f f i c i e n c ya c h i e v e s4 4 5p e r c e n t i nc o a g u l a n td e p o s i t i o ne x p e r i m e n t ，w ef o u n dt h a tp a ci st h eo p t i m a l c o a g u l a n t f u r t h e r r e s e a r c hs h o w st h a t ，c o a g u l a n tp a ma c c e l e r a t e st h e s e d i m e n t a t i o np r o c e s s ，a n dm a k e st h ei n f l u e n ts t a b l e u n d e rp r o p e rf a c t o r s ，s u c h a sp a ca n dp a md o s a g e s 、p h 、r e a c t i o nt i m e 、d e p o s i t i o nt i m e 、a n ds oo n ，t h e c o do ft h eb l a c kl i q u o rc a nkr e d u c e dt o5 2 2 8 m g l ，t h a tm e a n sm o r et h a n6 0 p e r c e n tr e m o v a le m c i e n c yw a sa c h i e v e d s y n c h r o n o u s l y ，t h ec o a g u l a n t i s e x c e l l e n tt ot h es so ft h eb l a c kl i q u o r ；t h er e m o v a le f f i c i e n c ya c h i e v e s9 4 p e r c e n t t h em u l t i p l e x h y d r o l y s i s a n da c i d i f i c a t i o nr e a c t o rc a n i m p r o v e t h e b i o d e g r a d a b i l i t yo ft h eb l a c kl i q u o r ；i tc a na l s od e c r e a s et h ec o d o ft h eb l a c k 1 1 竺堡堡三些奎兰三兰堡圭耋丝鎏圣 l i q u o r t h em u l t i p l e xr e a c t o rh a st h ea d v a n t a g e so fh i g hv o l u m el o a d ，h i g ha n t i i m p a c tc a p a b i l i t ya n do p e r a t i o n t h ee x p e r i m e n ts h o w st h a tt h eb l a c kl i q u o ra f t e r p r e t r e a t m e n t c a nf l o wi n t ot h ec o m b i n e dr e a c t o rs t r a i g h t ，t h eh y d r o l y s i sa n d a c i d i f i c a t i o nw i l lf u n c t i o nv e r yw e l l ，v o l u m el o a da n dh y d r o d y n a m i cr e s e r v a t i o n t i m ea r et h ek e yf a c t o r st h a ta f f e c tt h ee f f i c i e n c y u n d e rn o r m a lt e m p e r a t u r e ， s t e a d i l yr u n n i n gm u l t i p l e xh y d r o l y s i s a n da c i d i f i c a t i o nr e a c t o rh a sw e l l d e g r a d a t i o ne f f e c t ，t h er e m o v a le f f i c i e n c yo fc o da n db o d o ft h eb l a c kl i q u o r c a t la c h i e v e1 8p e r c e n ta n d1 5 。9p e r c e n t ，a n dt h er a t i oo fb o d c o di si n c r e a s e d f o r m0 3 4t o0 3 6 t h ei n t e n t i o no fh y d r o l y s i sa n da c i d i f i c a t i o nw a sr e a l i z e d t h ee x p e r i m e n t p r o v e dt h a tu s i n gt h ec o m b i n e dp r o c e s so fc o a l a s h a d s o r p t i o n - c o a g u l a n td e p o s i t i o n h y d r o l y s i sa c i d i f i c a t i o nt ot r e a tb l a c kl i q u o r h a dt h ea d v a n t a g e so fs t r o n gc a p a b i l i t yo fe n d u r i n gi m p a c tl o a do fw a t e rq u a l i t y , g o o dr e m o v a le f f i c i e n c yo fo r g a n i cs u b s t a n c e ，h i g hr e m o v a lo fs sa n dw i d e a d a p t i v er a n g eo ft e m p e r a t u r e ，p h ，e t c t h ep r o c e s sw a sas t a b l e ，f e a s i b l ea n d h i g h l ye f f e c t i v em e t h o do ft r e a t i n gp u l p i n ga n dp a p e r m a k i n gb l a c kl i q u o r k e y w o r d s p u l p i n g a n dp a p e r m a k i n gb l a c k l i q u o r ； c o a la s h c o a g u l a n t ；h y d r o l y s i sa n da c i d i f i c a t i o n 1 1 课题背景 第1 章绪论 水是一种极为宝贵而又有限的自然资源，水是人类赖以生存和发展的物质 基础，但同时也是人类生存、发展的制约条件。在人们生活和工业生产过程 中，会产生大量的生活污水和工业废水，其中一部分未经处理直接排放，造成 了水体的污染，影响了工业生产和人们的正常生活。 1 1 1 世界水污染现状 水污染是全球面临的主要问题之一，由于工业的迅速发展和城市人口的日 益集中，世界用水量迅速增加，工业废水和生活污水的排放量也相应的大幅度 提高，对环境的污染越来越严重。自2 0 世纪6 0 年代以来，世界上水体的污染 已经达到了极为严重的程度，在水体污染中，工业废水的污染影响最大。据统 计，截至2 0 0 0 年年底，全世界每年至少有42 0 0 亿吨工业废水排入水体，污 染了5 5 万亿立方米淡水，约占全球径流总量的1 4 以上。估计今后2 5 3 0 年内，全世界污水水量将增加1 4 倍。美国年排放工业废水达15 0 0 亿立方 米，全国5 2 条主要河流和五大湖都遭受了不同程度的污染；日本全国4 7 条主 要河流已有2 3 条受到了严重污染；欧洲5 5 条河流中仅有5 条水质差强人意； 前苏联农业部报告，当时每年因水污染造成的经济损失高达6 6 亿美元之多。 联合国世界水污染报告称，全世界每年有5 3 0 万人死于同水有关的疾病， 伴随流域水资源污染而出现的“环境难民”人数，在1 9 9 8 年就已经达到25 0 0 万人，不发达国家有5 0 的人口遭受与水有关的疾病折磨，全世界2 0 的淡水 鱼因缺水和水污染将面临灭绝。联合国早在1 9 7 2 年2 月即向全世界发出警告： “水不久将成为一项严重的社会危机，石油危机之后的下一个危机便是水危 机”。不协调好用水和污水处理及环境保护之间的关系，将会造成严重的环 境污染和生态破坏，人类也将面临生存条件恶化和水资源枯竭的危险。 1 1 2 我国水污染现状 我国是一个水资源匮乏的国家，人均占有水量列世界第8 8 位，只相当于 啥尔滨工业大学工学硕士学位论文 世界人均值的四分之一，己成为世界1 3 个贫水国之一”3 ，但水资源被污染的速 度却遥遥领先于世界各国。大量未经处理的废水排入河流，进入水体，造成了 严重的污染，大部分地区污染程度已超过了水环境的容量。 据统计，2 0 0 0 年，全国工业和城市生活废水排放( 点源污染，不含面源污 染) 总量4 1 5 亿吨，其中工业废水排放量1 9 4 亿吨，占4 7 ；城市生活污水排 放量2 2 1 亿吨，占5 3 。废水中的主要污染指标化学需氧量( c h e m i c a lo x y g e n d e m a n d ，英文缩写c o d ) 排放总量为l4 4 5 万吨，其中工业废水中的为7 0 5 万 吨，生活污水中的为7 4 0 万吨。1 。全国9 50 0 0 千米河流有1 90 0 0 千米受到污 染，其中48 0 0 千米受到严重污染，而2 7 条主要河流中被严重污染的有1 5 条，清水变浊，浊水变臭；在长江以北的地区，已经找不到一条未被污染的主 要河流。水体被污染，不仅使水质不符合饮用水、渔业用水的卫生标准，还使 地下水中的化学有害物和水的硬度逐年增加“1 。 1 1 3 制浆造纸工业水污染现状 制浆造纸工业是重要的工业废水污染源，其排放的高浓度有机废水对水体 的污染十分严重。近年来，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，对纸 张的需求量也迅猛增长，但随着纸产量的增加，其排污负荷总量也相应增加， 对水体的污染日趋严重。据统计，1 9 9 5 年我国制浆造纸工业废水排放量2 3 9 亿吨( 县及县以上单位) ，占全国工业废水总排放量的1 0 8 ，居第三位，废水 中c o d 含量3 2 1 4 万吨，占总排放量4 1 8 ，居第一位”1 ；据2 0 0 0 年环保统计 公报，县及县以上41 1 9 个造纸及纸制品企业废水排放量3 5 3 亿吨，占全国 工业总排放量的1 8 2 ，其中达标排放量1 9 亿吨，占造纸总排放量的5 3 8 ， c o d 含量2 8 7 7 万吨，约占我国工业总排放量的4 0 8 。可见造纸工业废水不 仅水量巨大，而且污染负荷量也是惊人的1 1 2 制浆造纸黑液概述 1 2 1 制浆造纸工业概述 造纸工业是国民经济中的重要产业部门之一，造纸工业的发展与人民物质 文化生活水平的提高以及国民经济各部门的发展有着密切的联系。世界上，纸 和纸板的人均消费水平已成为衡量一个国家现代化程度的重要标志之一。 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 制浆造纸工业中的制浆是指利用化学方法、机械方法或化学与机械相结合 的方法，使植物纤维原料离解变成本色纸浆或漂白纸浆的生产过程，造纸是指 将纸浆抄造成纸产品的过程。制浆造纸过程如图1 1 所示。 图1 - 1 制浆造纸过程 f i g u r e1 - l t h ep r o c e s so f p u l p i n ga n dp a p e r - m a k i n g 我国制浆造纸工业产量已居世界第三位，但人均消费水平仍十分低下，急 待进一步提高。近年来，纸和纸板产量保持在27 0 0 万t a 左右。尽管我国纸 和纸板产量于今年不断提高，加上每年进口数百万吨纸和纸板，人均仅为 2 5 k g ( 人a ) ，只有世界人均水平的1 2 ，远低于发达国家2 0 0 3 0 0 k g ( 人a ) 的水平”3 。 1 2 2 制浆造纸污水对环境的影响 世界范围内造纸工业废水都是严重的污染源，美国将其列为对环境污染的 六大公害之一，其排水量占全国排水量的1 1 5 ；日本也将其列为五大公害之 一；在瑞典及芬兰，造纸工业排水中的有机污染物排放量占全部工业排水中有 机污染物的8 0 ”“1 。 目前我国大多数制浆造纸厂为中小型草浆厂，以稻草、麦秸等为制浆原 料，采用化学法生产纸浆，污染物主要来自制浆过程产生的黑液，其污染量占 到总污染物发生量的9 0 。每生产1 吨纸浆需要2 3 吨纤维原料，3 0 0 k g 碱和 l o 吨水，若不考虑废液中的资源回收，则将有1 5 吨左右的原材料( 其中包括 4 0 0 k g 木质素，2 0 0 k g 碱或1 0 0 0 k g c o d 、3 0 0 k g b o d ) 成为环境污染物，源源不断 的排入水体，严重污染了水环境。其特点是： 废水排放量大：化学木浆排放废水3 0 0 5 0 0 m 3 吨浆，而草浆排放废水 5 0 0 6 0 0 m 吨浆。我国造纸工业废水约占工业总废水排放的1 1 0 ，由于许多 小型草浆造纸企业的投产，废水排放量定会越来越大。 废水种类多，浓度大：纸浆是造纸工业的中间产品，不同纸浆的生产工艺 哈尔滨工业_ = 学工学硕士学位论文 需要采用不同种类的化学药品，由纸浆生产纸的造纸过程中还得继续使用各种 助剂、添加剂，以及改善纸张性能的其它化学品。因而，造纸废水因其生产工 艺、生产成品的不同导致其污染物性质、程度也相差很大。 造纸工业废水含有大量有毒有害物质，种类繁多，这些有毒有害物质不经 治理或未达标治理直接向水体排放，严重污染自然水体，给生态系统造成了巨 大破坏。 我国化学法制浆是以碱法为主，酸法制浆只占6 7 左右，亚钠法、亚按法 等其它方法占1 2 ，所以造纸工业蒸煮的废液( 即黑液) 对环境的污染最为突出 9 一【j 1 2 3 制浆造纸黑液来源 碱法和硫酸盐法制浆都是用碱性药莉处理( 蒸煮) 植物纤维原料，将原料 中的木质素溶出，尽可能保留纤维素和不同程度地保留半纤维素。碱法所用药 剂主要是n a 叫，硫酸盐法主要是n a o h + n a 。s ，化学制浆的核心是“蒸煮”，即在 高温( 1 5 0 1 7 0 ) 和高压( 0 5 0 7 m p a ) 下使原料与蒸煮剂( n a o h ， n a o h + n a 。s ) 反应而形成浆料，反应后的制浆废液因其颜色为黑色称为黑液。黑 液的生物化学需氧量( b i o c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d ，英文缩写b o d ) 发生量 为2 5 0 3 5 0 k g t 浆，占全厂b o d 发生负荷的9 0 左右。 1 2 4 制浆造纸黑液组成 制浆造纸黑液的组成不是固定不变的，它与蒸煮所用的纤维原料、产地、 质量、备料、蒸煮条件、黑液提取的工艺条件、设备类型、补充碱成分等密切 相关。表j i 、卜一2 列出了草浆蒸煮黑液组成。 黑液中主要含有溶解性的木质素、纤维素、残余碱性物质等，其中木质素 是结构十分复杂的包含有诸多苯环基团在内的天然有机大分子，广泛存在于植 物木质化组织的细胞壁中，在自然界中极难降解，这是造成造纸黑液难于处理 的主要原因“”。黑液组分大致如下： 有机物约占6 5 7 0 ，无机物占3 0 3 5 ，有机物与无机物之比为2 2 0 3 ： 木质素含量在2 0 3 0 之间； 各种黑液固形物中的有机酸含量为6 1 2 ； 各种黑液固形物中的总钠含量为1 8 2 6 。 哈尔滨工业大学工学硕上学位论文 。情群gz雾隧崩锄憔懈ogz霸举踊，器珀，罄糕忙。燃 oo o 。nn寸h。 ao 寞 卜o刊 卜h卜 o nn口 寸n 婆 寸n寸 寸 寸 一 n寸 v 1on卜卜u 、 一 卜 一 o i n v 、寸nn卜 i 寸n 抖 o i n i nu 、 卜、。 n。 u 1 卜 u 、nn 悄 o n o n a寸 一 吼 hn一 一 oo o 一 oi n 料 o o寸 甘小 hn 目o 鼹 hmno ov 、 n , 7 - 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- 8 5 ，此外，还可以回收热能、化学品等，降低生产成本，增加经济效 益。 目前，国内外制浆厂的碱回收，仍是传统的燃烧法。首先将提取的黑液通 过蒸发浓缩，然后送入碱回收炉燃烧，将其中的无机物以碳酸钠和硫酸钠的形 式回收，再制成水溶液，澄清后加石灰苛化使碳酸钠变成氢氧化钠，将生成的 碳酸钙沉淀分离，得到出氢氧化钠与硫酸钠混和丽成的蒸煮药液，也就是白 液；同时回收有机物燃烧放出的热量，产生蒸气供气轮机发电及造纸工艺过程 使用，图1 2 为该过程的流程示意图。 l 洗涤水 查生撕幕j 闻柝蠢丽卜型坠玎霜订 i 稀黑液 南型塑吖丽 l 熔融物 坚稀辈! 鱼南 l 皇兰融堡壅ll _ | 苛化k = = _ j 堂司妻i 是 i 互垄童i 图1 - 2 碱回收过程 f i g u r e1 - 2t h er e c y c l ep r o c e s so f a l k a l i 如图1 2 所示，一定浓度和温度的浓黑液在碱回收炉内燃烧过程主要可 哈尔滨工业大学t 学硕士学位论文 以分为3 个阶段，即黑液的蒸发干燥阶段、黑液的热裂解及燃烧阶段，无机物 的熔融及芒硝还原阶段。黑液的碱回收，消除了蒸煮废液中的有机污染物，回 收了其中的无机化学物质，对解决制浆造纸废水污染有重要作用。 1 2 5 2 酸析法目前，国内外对中小型草浆厂黑液的治理，酸析法仍是主要手 段【1 7 1 。黑液中的主要污染物质是木质素，木质素是一类具有三维空间结构的芳 香族高分子化合物，基本结构是苯丙烷，含有酚轻基、甲氧基和酚醚等，其通 式为r - o h 。草本类( m o n o c o t y l e d o n o u sa n g i o s p e r m ) 木质素是由愈疮木基丙烷结 构( 1 ) 、紫丁香基丙烷结构( 2 ) 和苯丙烷结构( 3 ) 构成的，如图l 一3 所示。 w 。 a i 。( s 仉) 。 f e s 吼 f e c l 。p a c 投量大于5 o g l ，s s 去除率接近9 0 ；a i 。( s 0 4 ) 。投量4 5 9 l 时，s s 去除率达到最大，仍不及 8 0 ；f e s o 。、f e c l 。投加量在5 5 9 l ，s s 去除率仅为6 0 左右。由图中曲线可 以预测，随着投药量的增加，p a c 、f e s 0 4 、f e c l 。的混凝效果会进一步提高，但 增长缓慢，随着药剂投量增大，费用升高，污泥产量也会随之增大，给后续的 污泥处理增加了复杂性和成本，因此考虑将无机混凝剂与有机高分子絮凝剂配 合使用，以求在低药剂投量下取得高的s s 去除效率，满足后续生物处理的要 求。由于a 1 ：( s 0 4 ) 。、f e s 如、f e c l 。的处理效果均不及p a c ，故仅考察p a c 在低 药剂投量下与有机高分子絮凝剂的复配效果。 四种混凝剂混凝效能差别较大，主要原因是，在p a c 溶液中，a 1 ”主要以 高聚合体形态存在，而a 1 ：( s 吼) 。在溶液中主要以单体或低聚合体存在，其电性 中和能力远不及p a c ，另外p a c 溶液中已经具有聚合形态，投加到水中即可吸 附到胶体颗粒表面发生絮凝作用，而a l 。( s o 。) ，加入水中后，需要先聚合，然后 吸附到胶体颗粒表面，在这个过程中，聚合体之间也会相互絮凝，从而影响了 其于黑液中胶体颗粒的絮凝作用，因此p a c 混凝效能明显强于a 1z ( s 0 。) 。”1 ； 而铁盐的水解产物均为单核组分3 ，其电性中和能力较弱，故f e s o 。、f e c i 。两 种铁盐的处理效果明显不及两种铝盐。故选用p a c 作为本试验混凝剂，并继续 研究p a c 与有机高分子絮凝剂的复配效果。 4 2 3 混凝剂与絮凝剂复配试验研究 试验选用的有机高分子絮凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺p a m ，在p a m 投加量 为3 0 、5 0 、7 0 m g l 条件下，考察了p a c 投量对c o d 及s s 的去除效果的影响， 投加方式为先投加p a c 形成絮凝核心，3 0 s 后加入p a m ，借助p a m 的桥联作 用，加快絮体形成及沉淀。“。试验结果如图4 - - 3 、图4 - - 4 所示。 堕堡堡三些奎兰三兰堡= = 茎堡丝三 7 0 6 0 ，、5 0 美 磊4 0 鬻3 0 2 0 1 0 0 1 _ 52 5 3 54 5 p a c 投加是( g l ) 6 5 图4 - 3 不同p a m 投量下，p a c 投景对c o d 去除率的影响 f i g u r e4 - 3e f f e c to f p a cd o s a g e s o nc o dr e m o v a lr a t e sa td i f f e r e n tp a md o s a g e s 1 52 5 3 54 5 5 5 6 5 p a c 投加量( g l ) 图4 4 不同p a m 投量下，p a c 投量对s s 去除率的影响 f i g u r e4 - 4e f f e c to f p a cd o s a g e so ns sr e m o v a lr a t e sa td i f f e r e n tp a m d o s a g e s 比较图4 1 和图4 - - 3 可见，与单独投加p a c 相比，p a c + p a m ”复合投加 可以获得更高的c o d 处理效果，最大c o d 去除率由5 3 提高到6 1 2 ，上升了 8 2 ；在获得最大c o d 去除率的同时，混凝剂p a c 投加量由5 0 9 l 下降到 4 0 9 几，投加量减少了2 0 ，可见复配的效果是明显的。同时可以看出， 在 p a c 投加量相同的条件下，c o d 去除率随p a m 投加量的增加而增大，p a c 低投加 3 4 阳0 装u料篮稍 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 量时，p a m 对c o d 去除率有较大影响，随着p a c 投量的持续提高，p a m 对c o d 去除率影响变小，在p a c 投加量为4 o g l 时，投加p a m 均可获得最高的c o d 去除效果，但p a m 的浓度从5 0 m g l 提高到7 0 m g l 仅使c o d 的去除效率由 6 0 8 提高到6 1 2 ，提高的效果并不明显，此时，p a c 的絮凝已达到饱和，考 虑p a m 价格昂贵，故选用p a m 的投加量为5 0 m g l ，此时已能达到很好的c o d 去 除效果。 同样比较图一4 2 和图4 4 可知，投加p a m 后，p a c 低投量下，s s 去除率 可大幅度提高，p a c 投量3 5 9 l ，p a m 投量5 0 m g l ，s s 去除率达到9 5 以上， 相比加入p a m 之前，达到最大去除效果的p a c 投加量减少了3 3 ，s s 去除率却 提高了1 2 。可见p a c 与p a m 配合使用，低的p a c 投量即可获得良好的高的s s 去除率，原因是预先加入p a c 混凝形成絮凝核心，接续投加p a m 并凭借其大分 子吸附架桥和网捕，加速了絮体的增长和沉淀，增强了混凝效果。 综上所述，“p a c 十p a m ”复配投加不但可以获得更高的c o d 、s s 去除效能， 而且可以大大减少混凝剂p a c 的剂量，有效降低了运行费用。当复配组合为 p a c4 0 9 l 、p a m5 0 m g l 时，可以获得很好的处理效果，此时，黑液c o d c r 从 1 37 5 8 m g l 降低到53 9 3 m g l ，降低了6 0 8 。 4 2 4 混凝影响因素研究 固定p a c 投量4 o g l ，p a m 投量5 0 m g l 不变，考察p h 值、絮凝反应时间 和沉淀时间对混凝效果的影响。 4 2 4 1p h 值的影响p h 值对c o d 去除效果的影响如图4 - - 5 。 7 0 窑6 5 銎6 0 姐 雹5 5 5 0 567 89 p h 值 图4 - 5p n 值对c o d 去除率的影响 f i g u r e4 - 5e f f e c to f p hv a l u e s o l lc o dr e m o v a lr a t e s 由图4 - - 5 看出，p h 值的变化对黑液c o d 去除效果具有一定影响。随着p h 值升高，c o d 去除率下降，酸性条件下混凝效果好。究其原因可能是酸性条件 f 木质素分子的负电荷离解性基团被h 中和，其表面水化作用减弱，p a c 的加 入充分发挥其较强的电性中和能力，进步削弱了水化作用，使木质素分子脱 稳，p a m 强化了絮体的增长和沉淀过程。原水的p h 值在8 9 之间，这一范围 内c o d 去除率可达6 1 左右，考虑调节p h 值的经济因素及p h 值的变化对c o d 去除率的影响，这一结果基本满足了混凝预处理的要求，因此废水的p h 值不 需调节。 4 ，2 ，4 2 絮凝反应时间的影响仅改变絮凝反应时间，不