絮凝-二氧化氯-吸附法处理印染废水.doc

絮凝-二氧化氯-吸附法处理印染废水北方某纺织有限公司以生产彩色丝、绵袜为主，废水主要来自染色、漂白两个工段，还包括少许设备、地面冲洗水和软水站排放的少量污水，废水中的污染物来自于织物的油脂、染料、助剂以及酸碱等其他药剂。企业所排废水水质、水量波动较大，色度处理要求严格。可以采用生化-物化的工艺加以处理，但生化法因为北方冬天天冷，温度低，效果不好，因此，在提出了生化-物化（氧化、吸附等）处理工艺的基础上，在实验室又利用絮凝-ClO2氧化-吸附法对此废水进行了处理，效果良好。 1 实验部分1.1 仪器与试剂梅宇牌全自动絮凝仪（湖北潜江）；高效聚合铝絮凝剂；二氧化氯（自制）等。1.2 实验步骤1.2.1 絮凝实验利用梅宇牌全自动絮凝仪，进行絮凝实验，其目的主要是去除废水的浊度，但同时也能去除一定的CODCr和色度，在这步实验中，影响因素主要是絮凝剂的用量、溶液pH值、絮凝实验加药程序等。1.2.2 ClO2氧化实验 利用化学法制备500mg/L的ClO2溶液500mL，进行氧化实验，该步主要是将染料分子中的一些大分子有机物氧化成小分子有机物或无机物，去除废水的一部分CODCr和色度，同时利用后步的吸附处理。这步实验的影响因素主要是ClO2的用量和氧化时间。1.2.3 吸附实验利用粉煤灰为吸附材料，在静态条件下进行吸附实验，进一步去除废水的CODCr和色度。这步实验的影响因素主要是粉煤灰的用量和吸附时间。2 结果与讨论2.1 废水水质 现场不定期采样分析,废水水质如表1 所示。表1 废水水质指标CODCr/(mgL-1)pHSS/(mgL-1)色度(倍)废水水质80010.54505002.2 絮凝实验最佳条件的选择在同一进水条件下，相同膜材料和组件结构形式的膜对同一有机物去除率的不同是由于膜孔径的差别。膜孔径越小，其截留分子量就越小，去除有机物的能力越强。这里，截留分子量是指去除率为90%95%的溶质分子量2。RO膜的孔径（1nm）比NF膜的（12nm）小，因此对有机溶质的去除率比NF膜的大。一般来说，RO膜的截留分子量为100Da左右，NF膜的截留分子量在200Da以上。2.2.1 絮凝剂的最佳用量该废水的pH为10.5,正适合絮凝实验所需的pH条件,所以原废水不用调pH,直接进行絮凝实验。取6个烧杯，分别加入1000mL的混均废水水样,改变絮凝剂的用量,在最佳的絮凝实验程序下进行实验,絮凝实验结束后，静置一定时间后取上清液测定实验结果，计算其去除率，见表2所示。表2 絮凝剂的最佳用量絮凝剂的用量/g0.30.50.81.01.2CODCr去除率/%20205055.355.856.0色度去除率/%1837404040从上表可以看出，随着絮凝剂用量的增加，二者的去除率逐渐增大，但絮凝剂用量增加到0.8g后，再增加其用量 ，二者的去除率增加的不明显，因此，在此实验中絮凝剂的用量以0.8 g/L废水较为适宜。2.2.2 絮凝实验程序本实验利用的是梅宇牌全自动絮凝仪,该设备利用单片机自动控制,程序编制设定后,自动运行,本实验采用的实验程序如表3所示。絮凝实验中,每步的搅拌速度和时间对结果影响很大,在哪一步开始加药也对实验结果有影响,因此,实验程序应反复修正,表3 只是给出了本实验所用的最佳程序,修正过程这里从略。2.3 ClO2氧化实验条件选择2.3.1 ClO2用量的选择 取6个烧杯, 分别加入1000mL2.2最佳实验处理后的水,加入不同量的ClO2纯水溶液,反应1h后,测定水样的各项指标,和2.2最佳实验处理后的水的水质比较,结果见表4.ClO2对某些有机物的氧化是有限的,所以,即使增加其用量,不能被其氧化的也不能够被有效地氧化,从表4可以看出, ClO2的用量应该选择为150mg/L。2.3.2 ClO2氧化时间的选择 取6个烧杯, 分别加入1000mL2.2实验处理后的水,均加入30mg/LClO2溶液,在不同的反应时间下测定其各项指标，和2.2最佳实验处理后的水的水质。表3 絮凝实验程序步骤t/mint/s搅拌速度/（rmin-1）加药1 不加药21107501210700130302500410000表4 ClO2用量的选择ClO2的用量(mg/L)3050150200250300ClO2的用量(mg/L)15355556.557.158.2色度去除率/%18365454.654.955.2表5 ClO2氧化时间的选择氧化时间/min20406080CODCr去除率/%36475556.2色度去除率/%40585455.2比较,结果见表5所示。从表5可以看出，ClO2的氧化时间应为1.0h。能够被ClO2氧化的物质在1.0h之内就被氧化了,再增加时间也是无谓的。2.4 吸附实验结果本实验主要是静态实验,即取100mL2.3最佳实验处理后的水样于碘量瓶中,加入粉煤灰,在同一个摇床中振摇,考察不同的用量和振摇时间对实验结果的影响,结果表明,对于100mL水样,加入100 mg吸附剂,振摇20min,稍加静置,测定处理后的水样的各项指标平均为:CODCr 60mg/L、色度：20倍、SS 40 mg/L，均达到了国家染整工业废水排放1级标准。2.5 处理成本综合以上分析，处理1吨这样的印染废水其消耗定额为：原料名称 原料成本/（元吨-1） 消耗量 费用/元絮凝剂 1000 0.8kg 0.8二氧化氯 13000 150g 1.95水、电等 0.3合计 3.053 结论利用絮凝-ClO2氧化-吸附法成功地对该印染废水进行了处理，处理后的水质达到了国家染整工业废水排放1级标准，虽然处理成本较生化-物化法高,但可以作为寒冷地方寒冷季节生化法的补充，保证废水达标排放,保护环境,保护人类的健康。絮凝法处理餐饮废水餐饮废水的悬浮杂质分为以高分子脂类及其衍生物为主的油类和蔬菜碎粒、不溶性蛋白、纤维质态的非溶解性有机物两类。废水中以油类为主，导致水的CODcr值较高。因此处理餐饮废水的关键在于除油，为此本文采用絮凝法对餐饮废水进行絮凝破乳。 1 絮凝原理 餐饮废水中污染物主要以胶体形式存在。胶体本身既具有巨大的表面自由能、有较大的吸附能力，又具有布郎运动的特性，从而颗粒间有较多碰撞的机会，似乎可以粘附聚合成大的颗粒，然后受重力作用而下沉。但是由于同类的胶体微粒带着同性的电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大颗粒；其次，带电荷的胶粒和反离子与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，也阻碍各胶粒的聚合。投加铝盐等无机盐后，发生金属离子水解和聚合反应过程，被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩双电层、降低电位，使胶粒间最大排斥能降低，从而使胶粒脱稳1。使用无机盐絮凝剂处理的同时，有机高分子也常作絮凝剂使用。高分子絮凝剂有较好的架桥和吸附作用，和无机盐絮凝剂共同使用可以加快反应速度，提高处理效果。 2 实验方法 絮凝剂配成1g/L的溶液。烧杯搅拌实验在磁力搅拌器上进行，每次实验水样为200mL，水样取自某星级宾馆的餐饮废水，经初沉后用0.1mol/L稀盐酸和0.1mol/L氢氧化钠精确调pH值到要求值。操作程序为：在快速搅拌下投加絮凝剂反应2min后，改变搅拌速度为慢速，继续搅拌10min，静沉20min后，距上液面约5cm处吸取部分上清液测定剩余浊度及CODcr2。 3 结果与讨论 3.1 絮凝剂的选择各种絮凝剂的用量为2mL，试验温度为2229，取絮凝处理后的上清液，测定CODcr及浊度，结果见表1。 表1 各种豪凝剂的处理效果控制分析项目碱式氯化铝硫酸铁氯化铝硫酸亚铁硫酸铝钾硫酸铝钾+聚丙烯酰胺pH7877.5877上清液CODcr/(mgL-1)620168546038726265272366CODCr去除率/56.351.757.548.954.083.3上清液浊度/NTU32.484.834.9930.9194.225.8浊度去除率/70.995.768.772.20.176.9注：原水水质指标为CODcr14191mg/L，浊度111.62NTU，pH7从表1可以看出，分别采用碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铝钾+聚丙烯酰胺处理餐饮废水，其中硫酸铝钾+聚丙烯酰胺去除废水CODcr效果最好，这说明单独使用一种无机盐作絮凝剂，效果不如复合絮凝剂使用效果好，为此选用硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作絮凝剂。3.2 絮凝条件的优化确定了硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作为絮凝剂后，对最佳絮凝条件进行摸索试验。从图1中可看出，随着加药量的增加，絮凝后浊度呈现先增加，后降低，再增加的趋势，说明加药量不是越多越好，其最佳投药量为：200mL水样加入3.2mL硫酸铝钾+聚丙烯酰胺。确定了最佳投药量后，在此基础上实验确定最佳pH值，结果如图2。沉淀速度与pH的关系曲线见图3。 从图2中可以看出，随着pH值的增大，上清液浊度减小，最佳pH值为9左右。而且从图3可以看出pH值增大时，沉淀速度加大。总的来说，加药量、pH值的变化对浊度的去除有很大影响，随着pH值的变大，浊度降低的同时，沉淀速度也大大提高。这说明，pH值变大时，絮体矾花形成速度在提高。随着矾花的聚集，依靠重力，矾花迅速沉降下来，削弱了胶体的电位，从而起到压缩双电层的脱稳和吸附架桥作用。单独使用一种无机絮凝剂，CODcr去除率不高，并且矾花形成的速度比较慢，矾花也比较小，较难进行固液分离，絮体难以回收处理。而使用复合混凝剂，CODcr去除率很高，矾花比较大，沉降速度快，固液分离快，处理起来比较方便。从而说明了有机絮凝剂的分子链上带有电荷，具有一定的压缩微颗粒表面比电层作用，但其主要功能是“吸附”和“架桥”作用，它可以起助凝剂的作用。无机絮凝剂的加入改善了废水中的电荷分布，有机絮凝剂的加入对带有电荷的胶体颗粒进行吸附中和，并通过“架桥絮凝”作用形成大而结实的絮凝体。因而复合使用有机和无机絮凝剂可以有效地