聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理造纸废水.docx

聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理造纸废水张秀丽, 周风山,孙文秀( 中国地质大学材料科学与工程学院, 北京 100083) 摘要 研究了用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理造纸废水, 考察了酸度、混凝剂加入量、搅拌速度、搅拌时间、沉降时间对 CODCr 去除率的影响。实验结果表明: 调节废液 pH 值在 3 4 之间, 能够沉降废液中大部分 悬 浮 物 质 , 使 废 液 CODCr 明 显 降 低 ; 在 搅 拌 速 度 为 300 r / min 时 , 上 层 清 液 ( 废 液 调 回 至 碱 性 ) 中 加 入 PAC 质 量 浓 度 300 mg / L 和 PAM 质量浓度 15 mg / L, 可以将废液的 CODCr 值降到 400 mg / L 左右。对絮凝后的废液用次氯酸钙 进一步氧化处理, 废液的 CODCr 值降到国家规定的造纸工业污水排放标准( 150 mg / L) 。 关键词 聚合氯化铝; 聚丙烯酰胺; 复合絮凝剂; 造纸废水 中图分类号 X703; X793 文献标识码 B 文章编号 1005 - 829X( 2005) 08 - 0036 - 03Tre a tme nt of pa pe r ma king wa s te wa te r with polya luminum chloride - polya cryla mide compos ite floccula ntZhang Xiuli, Zhou Fengshan, Sun Wenxiu( School of Material Science and Engineering, China University of Geoscience, Beijing 100083, China)Abs tra ct: The samples of wastewater from a paper mill treated with composite flocculant of PAC and PAM have been studied. The whole experiment process contains the following three steps: separating out xylogen on acidic condition; flocculating on alkaline condition; oxidizing flocculated water. The results show most suspended substances in the wastewater could be eliminated and the CODCr of the wastewater decreases obviously when the pH is adjusted to 3 -4; the CODCr of the wastewater could be lowered to about 400 mg /L by adding 300 mg /L PAC and 15 mg /L PAM to1 L wastewater under stirring ( 300 r /min) ; after oxidizing flocculated wastewater with Ca( ClO) 2, the CODCr of the wastewater is lowered to 150 mg /L ( discharge standard of water pollutants for paper industry) .Ke y words : polyaluminum chloride; polyacrylamide; composite flocculant; paper making wastewater近年来,使用新型的高分子絮凝剂处理废水是本实验所用的水样为潍坊造纸厂造纸废水。人们关心的课题1, 2 。传统的 PAC 等无机高分子絮凝剂用药量大, 效果一般3, 4 。笔者研究了用聚合氯1.2分析方法COD 采用重铬酸钾法测定5 。 工艺流程采用三段法处理造纸污水, 工艺流程见图 1。用化铝和聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理造纸废水,考察2了酸度、混凝剂加入量、搅拌速度、搅拌时间、沉降时间对 CODCr 去除率的影响。稀硫酸调节废液的 pH 值, 充分酸化至 pH 值为 3。待其充分沉淀后, 取上层清液测其 CODCr 值在 780900 mg /L 之间, CODCr 去除率在 50%以上。因此, 该 过程可以有效地使造纸黑液中大部分悬浮物质生成污泥状沉淀从废液中析出。并可除去部分色度, 同时 回收木质素。实验部分实验仪器及材料 实 验 仪 器 : HBA -11.1101 型 COD 快 速 比 色 测 定仪, HBA - 100 标准 COD 消解器, SGZ - 2 数显浊度仪, ZR4 - 6 型混凝试验搅拌机( 六联) 。材料: 聚合氯化铝( 唐山东昌的较纯净淡黄色粉 末状固体 PAC 为主, 质量分数为 1% ) , 聚丙烯酰胺 ( 阴离子型, 相对分子质量 107, 大庆油田生产。比较难溶于水, 因此将其配制成质量分数为 0.1%使用) 。图 1三段法处理造纸污水36工业水处理 2005 - 08, 25( 8)张秀丽, 等: 聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理造纸废水实验方法用 PAC 和 PAM 处理造纸黑液时, pH 值影响最 大, 投药量次之, 搅拌强度和温度的影响较小。因此 先确定 PAC 的投加量和最佳 pH 值, 然后再确定助 凝剂的投加比例。实验过程还要考虑 PAC 的水溶液 和 PAM 的水溶液是否易于混合成液体的絮凝剂。3.1PAC 投加量对絮凝效果的影响室温下, 搅拌速度为 50 r /min 搅拌 5 min, pH3表 2复合絮凝剂对造纸废水的絮凝效果PAC投加质量 浓度 / ( mgL- 1)PAM投加质量 浓度 / ( mgL- 1)CODCr 去除 率 /%CODCr /( mgL- 1)pH4.54.530050055475.1410.181.884.34.54.53005001515539.8533.779.279.48.58.530050055392.8372.984.985.7值为中性,在稀释 10 倍水样中投加 PAC 进行絮凝试验。试验结果表明, 质量分数为 0.1%的 PAC 投加量 为 40 mL /L 时 絮 凝 效 果 较 好 , COD 去 除 率 为91.8%。由于 PAC 的碱度较大, 加入过量的 PAC 溶8.58.53005001515301.6329.388.487.4440010514.480.2液会使废液 pH 值升高,此时木质素难以脱稳絮凝沉淀。因此, 进一步增加 PAC 的投加量并不会增加CODCr 的去除率。相同试验条件下, 采用未稀释造纸废水, 做不同PAC投加量下的絮凝试验, 结果见表 1。表 1PAC 加入量对未稀释造纸废水絮凝的影响氧化剂对处理效果的影响絮凝后的造纸废水, 用次氯酸钙继续氧化处理, CODCr 质量浓度从 400 mg /L 左右降至 150 mg /L 以 下, 达到国家规定的造纸工业污水排放标准, 结果见 表 3。3.3PAC投加量 / ( mLL- 1)CODCr / ( mgL- 1)CODCr 去除率 /%表 3氧化剂对处理效果的影响1020304050366.7336.0270.0214.6240.085.987.189.691.890.1PAC投加质量 浓度 / ( mgL- 1)PAM投加质量 浓度 / ( mgL- 1)氧化后 CODCr /( mgL- 1)CODCr /( mgL- 1)pH8.58.58.58.5300300500500515515392.8301.6372.9329.3152136148139注: 絮凝剂为质量分数 1%的 PAC 溶液。由表 1 可知, 同样试验条件下, 未经稀释的原造纸 废 水 的 处 理 结 果 与 稀 释 10 倍 时 的 结 果 比 较 , CODCr 去除率大致相同。这说明该絮凝剂在 CODCr 值较大的情况下, 具有较好的絮凝效果和较高的 CODCr 去除率。结论( 1) 在絮凝前进行废液的酸析处理, 可以有效降 低废液的浊度值并使大部分污染物和色度( 木质素含 量高的水呈黄色且有气味) 去除掉, 同时可回收木质 素。木质素可作为染料分散剂、吸附剂、螯合剂、油的 回收助剂, 并在制备沥青乳胶体以及聚合物中应用。( 2) 聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复合絮凝剂在碱性 条件下对造纸废水有较好的絮凝效果, 可以将废液 CODCr 值降至 400 mg /L 左右。( 3) 絮凝后用氧化剂( 次氯酸钙) 氧化废水。可使废 水达到国家规定的造纸工业污水排放标准。( 4) 该工艺所使用的药品价格较低, 投加量较少。 酸析、调回碱性过程可以分别使用工业级的废酸和4复合絮凝剂对造纸废水的絮凝效果絮凝试验条件: 室温; 搅拌速度为 300 r /min, 搅 拌 10 min; 絮凝试验在六联搅拌机内进行。3.2试验方法:用两个滴定管分别向装有造纸废水水 样 的 烧 杯 中 缓 慢 均 匀 地 滴 加 质 量 分 数 为 2% 的PAC 和质量分数为 0.1% 的 PAM 的水溶液。CODCr 值在 HBA - 100 标准 COD 消解器内进行测定。因此 数据只能作为同组试验的对比。复合絮凝剂对造纸废水的絮凝效果见表 2。 由表 2 可知, 在碱性条件下的絮凝效果比酸性条件下好, 助凝剂 PAM 的加入可明显降低絮凝剂 PAC 的用量, 因此最佳处理条件 pH 值为碱性, PAC 和 PAM 的投加质量浓度分别为 300 mg /L 和 15 mg /L。废碱,而且酸析出来的木质素的回收利用基本可以抵消这两个步骤的药剂费和人工费等。本次实验是实验室条件下的探讨,很多过程不能模拟工业的处理条件。因此还有待在助凝剂和氧化剂的使用上做更详细的对比。37第 25 卷第 8 期2005 年 8 月工业水处理Industrial Water TreatmentVol.25 No.8Aug., 2005印染废水高效脱色絮凝剂的合成及其脱色性能研究利锋 1, 方战强 2, 曾志勇 3, 叶伟莹 3,聂俊军 3( 1. 嘉应学院化学系环境工程实验室, 广东 梅州514015; 2. 华南师范大学环境科学研究所, 广东 广州510631; 3. 华南师范大学化学系, 广东 广州 510631) 摘要 合成了改性甲醛 - 双氰胺系列脱色絮凝剂 T5, 该絮凝剂合成条件简单, 成本较同系列的产品低, 每吨为 3 400 元左右。T5 用于处理印染废水效果好, 脱色率和 CODCr 去除率均较高, 污泥体积小。T5 与 Al2( SO4) 3 复配 使用效果更佳, 脱色率达 96.8%, CODCr 去除率最高可达 91.5%; 出水 CODCr 和色度达国家一级排放标准。 关键词 印染废水;改性甲醛 - 双氰胺;脱色 中图分类号 X788 文献标识码 A 文章编号 1005 - 829X( 2005) 08 - 0038 - 04S ynthe s is of a high-e fficie ncy de colorizing floccula nt for printing a nd dye ing wa s te wa te r a nd its de colora tion prope rtie sLi Feng1, Fang Zhanqiang2, Zeng Zhiyong3, Ye Weiying3, Nie Junjun3( 1. Environmental Engineering Laboratory, Department of Chemistry, Jiaying College, Meizhou 514015, China;2. Research Institute of Environmental Science, South China Normal University, Guangzhou 510631, China;3. Department of Chemistry, South China Normal University, Guangzhou 510631, China)Abs tra ct: A modified dicyanodiamide - formaldehyde polymer T5 has been synthesized under simple conditions, and the cost of it, $3 400 /t, is lower than the other dicyanodiamide - formaldehyde polymers. It works well while used to treat printing and dyeing wastewater,the decolourization rate and the elimination rate of CODCr are bothhigh and the volume of sludge is small.Furthermore,it can do better when matched with Al2 ( SO4) 3,thedecolourization rate is as high as 96.8%, the highest elimination rate of CODCr can reach 91.5% and the two keyquotas CODCr and tone accord with national first grade discharge standards. A few T5 and Al2( SO4) 3 can obtain good results, for example, 100 mg /L T5 and 167 mg /L Al2( SO4) 3 accompanying with the decolourization rate of 88.3%. The treatment cost is within $0.50 /m3 due to low quantity of flocculant and cheap cost of T5.Ke y words : printing and dyeing wastewater; modified dicyanodiamide - formaldehyde polymer; decolorati