絮凝剂浓度

絮凝剂浓度（共3篇）

絮凝剂浓度 篇1

含油乳化废水来源广泛, 金属和机械工业、石油工业、食品加工、纺织、皮革、橡胶工业都会产生高浓度含油乳化废液。这些乳化废液排放量虽小但成份非常复杂, 种类繁多, 含有大量的油, 多种表面活性剂及添加剂, COD高等, 处理难度相当大, 如不进行处理直接排入水体, 对水体和生态环境会造成严重的危害[1—5]。对于高浓度含油乳化废水国内外研究的比较少, 主要集中在药物破乳、絮凝沉淀等预处理工艺及与其他技术联用的深度处理技术[6—8]。而寻求一种具有较好效果的复合破乳、絮凝混凝剂对高浓度含油乳化废水进行预处理, 使其既具有良好的破乳效果, 同时兼有较佳的絮凝性能的复合絮凝剂是解决问题的关键。

现用絮凝沉降法预处理高浓度含油废水。选用廉价适用的PAC无机絮凝剂, 并复配对环境无毒害作用的有机絮凝剂PDA, 通过条件优化寻求最佳配比, 以期达到理想的预处理除油效果。

1 实验材料与方法

1.1 实验药品与仪器

PDA (阳离子度10%, η=9.4 d L/g) 、PAC、便携式p H计, 分析天平, 分光光度计, 六联搅拌器等。

1.2 废水水质

实验所需废液来自机械厂切割车间, 上层有浮油, 外观为灰白色乳状液, 除浮油后的主要水质指标见表1。

1.3 实验方法

将含油废液静置后除去上层浮油, 向其余乳化油废液投入不同剂量的絮凝剂, 快速搅拌1 min, 再慢速搅拌1~2 min, 在絮凝过程中, 把药剂投放量、搅拌时间等作为优化因素, 以反应的现象, 如絮团大小、沉降时间、溶液清晰度等为评价指标, 并考察废液的CODCr去除率随各影响因素的关系。

2 结果与讨论

2.1 无机药剂PAC投药量的确定

乳化油废水以PAC为絮凝剂, 作容器搅拌试验, 不同PAC用量絮凝处理的实验结果如图1所示。

从现象上来看, 在PAC用量分别为960 mg/L、1 120 mg/L和1 280 mg/L时, 破乳均较明显或明显, 分层快, 下层液较清, 上层有中等或大量絮团;而其他用量PAC的絮凝过程中, 静置一段时间有分层或分层不明显, 下层液略清或略浑浊, 破乳较慢或不明显, 上层聚集少量絮渣;从COD去除率来看, COD的去除率最高达到了93.75%, 此时无机药剂PAC的用量为1 120 mg/L。

2.2 复配药剂的最佳投药量的确定

由于以往在实际操作中在PAC的最佳投药量附近与有机药剂进行复配所得的处理效果均较好, 因而进行复配时优选PAC絮凝率最高的三组用量960 mg/L、1120 mg/L和1280 mg/L来进行后续复配实验的优化。复配絮凝的结果见图2。

当PAC的用量为960 mg/L时, PDA的投药量为96 mg/L时, 破乳较快, 絮渣量多块最大, 含水少, 分层明显, 下层液清, CODCr值降到了2650 mg/L, 去除率均达到最佳, 达到了96.32%;当PAC的用量为1 120 mg/L时, PDA的投药量为96 mg/L时, 实验现象与CODCr的去除率均达到最佳, 其中CODCr值降到了2 650 mg/L, 去除率达到了96.32%;当PAC的用量为1 280 mg/L时, PDA的投药量为96 mg/L时, 实验现象与CODCr的去除率均达到最佳, 其中CODCr值降到了2 700 mg/L, 去除率达到了96.25%。考虑到PAC的用量最少, 实际操作中选取PAC的用量为960 mg/L。

因此, 在本次实验中选取的最佳复配药剂的投药量为:PAC960 mg/L, 阳离子度10%, η=9.4 d L·g-1的PDA96 mg/L。

3 结论与展望

(1) 通过试验研究, 得出了PAC与PDA复配絮凝剂在高浓度含油乳化废水的絮凝预处理的最佳用量, 即PAC960 mg/L, 阳离子度10%, η=9.4 d L·g-1的PDA96 mg/L。

(2) 后续处理可在预处理后可串联其他深度处理方法, 如絮凝-电解强化-再絮凝等可进一步增强废水处理效果, 以达到排放标准。

参考文献

[1] Madaeni S S, Yeganeh M K.Microfiltration of emulsified oil wastewater.Journal of Porous Materials, 2003;10 (2) :131—138

[2] Coca J, Gutiérrez G, Benito J.Treatment of Oily Wastewater.Water Purification and Management, 2011;1—2

[3] 刘其友, 张云波, 赵朝成, 等.微生物絮凝剂产生菌的筛选及其对含油废水的处理研究.化学与生物工程, 2010;27 (8) :80—82

[4] 郭玉华, 吴小令, 郑建涛, 等.含油乳化废水处理技术研究.工业水处理, 2000;20 (5) :28—30

[5] 刘红, 向慧敏, 方月梅, 等.新型复合絮凝剂在轧制乳化油废水处理中的应用.化学工程师, 2006;126 (3) :54—57

[6] Bennett G F, Nazih K.Separation of oil from wastewater by air flotation.Flotation Technology, 2010;12:85—119

[7] 于婷, 孙志娟.电催化法处理乳化油污水工艺及机理探讨.化学工程与装备, 2011;1:184—187

[8] 张俊, 杨敬一, 徐心茹.电絮凝技术处理油田含油污水的研究.现代化工, 2013;33 (1) :52—55

絮凝剂浓度 篇2

新型高浓度聚硅氯化铝水解形态与絮凝基础理论研究

以铝酸钠为碱化剂,采用缓慢滴碱法合成了高浓度(2.0mol・L-1左右)具有不同Si/Al摩尔比γ(Si/Al)的聚硫氯化铝,研究了铝的水解聚合形态和除浊效果.Al-Ferron和Al-NMR分析结果表明,随着γ(Si/Al)的增加,Al13/Alb形态的含量逐渐减小,Al单体和Al高聚体形态含量逐渐增大.烧杯实验结果表明PASC浓度高、最佳投加量低,絮凝效果好,pH适用范围广,可显著降低处理成本.Al水解形态与絮凝效果的.研究表明以铝酸钠为碱化剂制备的高浓度絮凝剂的絮凝效果不宜用Al13/Alb含量高低来表征.

作 者：作者单位：刊 名：山东大学学报(理学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)年，卷(期)：200540(5)分类号：X506关键词：高浓度聚硅氯化铝 铝酸钠 Al形态 絮凝效果 Si/Al摩尔比

絮凝剂浓度 篇3

从2006年上半年开始,该厂的生产进行了调整,香皂和甘油停止生产,而磺化车间新增了生产线,产量大幅增加,使进入污水站的磺化废水不断增加,故将大量的硫酸根离子带入废水中,导致调节池内废水的小于1。经过絮凝沉淀后,虽去除了废水中部分的LAS,却进一步降低了和废水的营养性,导致水解酸化池内硫酸盐还原菌占优势,使厌氧微生物系统不能有效地破坏表面活性剂的结构,其水解酸化出水中含有大量的硫化氢而发生“黑臭”现象。水解酸化池中产生的硫化氢进入好氧接触氧化池后,会消耗大量的溶解氧,且硫化氢被氧化的产物单质硫对好氧微生物的毒性较大,使得表面活性剂在好氧曝气处理时产生大量的泡沫,好氧处理效率下降,处理后的出水达不到国家排放标准。

小于1给厌氧预处理段造成了极大的不利影响[2,3,4,5],使得在实际工程中仍采用厌氧处理此类废水的可行性较差[6];而采用物化法进行预处理又涉及到处理效果有限、费用较高等问题[7]。

本工作采用Fenton试剂氧化法处理该类废水,从而达到去除LAS和有机物的目的,使出水最终达标排放。考虑到单独使用Fenton试剂氧化处理废水的成本较高,采用与絮凝沉淀法联用的技术降低废水中的有机负荷,通过絮凝沉淀预处理法去除废水中的大量悬浮物和胶体成分,同时去除一部分的LAS,减轻后续Fenton试剂氧化处理的费用。

1 实验部分

1.1 废水水质

含高浓度硫酸盐的洗涤剂生产废水(简称废水)取自广州某日用化工厂污水处理站的调节池。废水pH为7.5、COD为1 950 mg/L、质量浓度为2150 mg/L。

1.2 试剂和仪器

聚合氯化铝(PAC):质量分数约2.5%;聚合硫酸铁(PFS):全铁质量分数11%;H2O2:质量分数30%;FeSO4·7H2O、氢氧化钠、浓硫酸:分析纯。

Ecoscan-pH6型酸度计:厦门中村仪器有限公司;XJ-Ⅲ型COD快速消解仪:广东省医疗器械厂。

1.3 实验方法

絮凝实验:取实际废水250mL倒入500mL烧杯中,调节pH,在所选用的絮凝剂的最佳pH范围内,先快速搅拌30s(150r/min),再慢速搅拌1min(50r/min),静置10min后取上层清液测COD。

Fenton试剂氧化实验:用Fenton试剂对絮凝后的上层清液进行氧化,以COD的去除率为实验指标,选择最佳的n(H202):n(Fe2+)、H2O2加入量、氧化时间和pH。实验方法:取絮凝后的上层清液250mL置于500mL烧杯中,用H2SO4或NaOH调节pH,再向该清液中依次加入一定量的FeSO4·7H2O和H2O2,迅速混合,反应一定时间后调其pH至7以上,静置一定时间后取上层清液测COD。

1.4 分析方法

废水pH采用酸度计测定;废水COD采用重铬酸钾法测定。

2 结果与讨论

2.1 絮凝实验

2.1.1 絮凝剂的选择

分别用PAC,PFS,FeSO4·7H2O作絮凝剂对废水进行絮凝预处理,实验结果见表1。由表1可见,用PAC作絮凝剂时,由于大量硫酸根离子的存在使废水pH偏酸性[8],COD去除率为42.3%,仅次于FeSO4·7H2O。考虑到废水初始pH约为7.5,用酸调节pH的费用较低;用FeSO4·7H2O进行絮凝后,产生的铁盐沉淀较多,不利于后续处理,故选择PAC作絮凝剂。

2.1.2 PAC加入量对COD去除率的影响

以PAC为絮凝剂,调节废水pH为5.5,考察PAC加入量对COD去除率的影响,实验结果见图1。由图1可见,随PAC加入量的增加,COD的去除率逐渐增大;PAC加入量超过0.3 g/L时,COD去除率变化不大。这时PAC在水中形成大量的矾花,其作用机理表现为网捕。故选择PAC的加入量为0.3 g/L较适宜。

2.2 Fenton试剂氧化实验

2.2.1 n(H2O2):n(Fe2+)对COD去除率的影响

取絮凝后的上层清液250 mL,将其倒入500 mL烧杯中,调节溶液的pH为3,反应2 h,在H2O2加入量为14 mmol/L时,分别向废水中加入不同质量的FeSO4·7H2O,考察n(H2O2):n(Fe2+)对COD去除率的影响,实验结果见图2。

由图2可见,在H2O2加入量保持不变的情况下,COD去除率随n(H2O2):n(Fe2+)的减小而迅速增大;当n(H2O2):n(Fe2+)减小至0.25时,COD去除率出现下降趋势。在n(H2O2):n(Fe2+)=0.5时,COD去除率达到最大值。在此基础上再增加Fe2+的加入量,COD去除率略有下降,并会使氧化处理后的出水色度增大,产生大量的铁盐沉淀,同时也会增加废水的处理成本。实验结果表明,COD去除率基本上随Fe2+加入量的增加而增大,这与经典的Fenton试剂反应机理的解释有所不同。一般研究认为[9,10],当Fe2+浓度很高时,H2O2分解速率加快,单位时间内产生的·OH过多,过多的·OH来不及与有机分子反应,就通过各种副反应途径转变成O2而释放出来。在本实验中,相比较而言,在n(H2O2):n(Fe2+)=0.5 (2 h反应终止后,Fe2+相对过量)时,并未有大量的气泡逸出。由此可推断,在反应前期,Fenton试剂对表面活性剂等难降解有机物的氧化作用较为迅速。经过2 h的Fenton试剂氧化后,这类有机物的化学结构得到不同程度的破坏,与铁离子的亲和力也随之得到改善,进一步投加FeSO4·7H2O主要是通过铁盐的絮凝吸附作用去除废水中的该类有机物。由于废水水质比较复杂,具体的反应机理需进一步探索研究。

2.2.2 H2O2加入量对COD去除率的影响

取絮凝后的上层清液250 mL,在废水pH为3、反应时间2h、n (H2O2):n(Fe2+)分别为0.5,1.0,3.5,5.0的条件下,考察H2O2加入量对COD去除率的影响,实验结果见图3。由图3可见,当n(H2O2):n(Fe2+)较大时,H2O2加入量对COD去除率的影响比较显著,COD的去除率随H2O2加入量的增加而迅速增大;若继续增加H2O2的加入量,COD去除率略有增大,但增势减缓;当n(H2O2):n(Fe2+)较小时,H2O2加入量对COD去除率的影响较小;当n(H2O2):n(Fe2+)=0.5、H2O2加入量为7 mmol/L时,COD的比去除率(单位质量H2O2的COD去除率)较高,此时COD的去除率达到70%以上,H2O2加入量为14 mmol/L时COD去除率达到最大值(78.7%)。从综合经济性和处理效果方面考虑,选择H2O2加入量为7 mmol/L较适宜。

n(H2O2):n(Fe2+):●0.5;■1.0;●3.5:▲5.0

2.2.3 反应时间对COD去除率的影响

在废水pH为3、H2O2加入量为14 mmol/L、n(H2O2):n(Fe2+)=0.5的条件下,考察反应时间对COD去除率的影响,实验结果见图4。由图4可知,随反应时间的延长,COD去除率逐渐增大;反应时间超过2 h后,COD去除率基本保持不变。反应前期COD去除率增幅较大,反应后期COD去除率增幅较小。这是由于前期的反应主要是由Fe2+催化完成的Fenton试剂氧化反应,反应速率很快;随反应的进行,Fe2+迅速减少,反应变为由Fe3+催化的类Fenton试剂氧化反应,反应速率很慢[11]。故选择反应时间为2h。

2.2.4 废水初始pH对COD去除率的影响

在H2O2加入量为14 mmol/L、n(H2O2):n(Fe2+)=0.5、反应时间为2 h的条件下,考察废水初始pH对COD去除率的影响,实验结果见图5。

由图5可知,废水初始pH对COD去除率的影响不显著。通过测定发现,废水初始pH为2～6时,反应后水样的pH均降至3左右,恰好符合Fenton试剂的最佳反应pH范围;反应2 h后,废水COD的去除率均在74%～76%之间。因此不需要对废水初始pH进行调整,采用絮凝后废水的原pH即可。

2.3 絮凝沉淀—Fenton试剂氧化实验

在最佳实验条件下,通过投加PAC絮凝沉淀—Fenton试剂氧化处理后,可使原废水的COD由1950mg/L降至240mg/L,总COD去除率为87.7%,达到国家规定的三级排放标准(GB8978—1996《污水综合排放标准》),可排入城市污水处理厂的废水收集系统。另外,由于Fenton试剂改善了废水的可生化性[12,13],又破坏了废水中LAS的结构,从而降低了废水的发泡性,为后续的好氧生化处理创造了比较好的条件。经此工艺处理后,原废水中LAS的质量浓度可由490mg/L降至10mg/L以下。

3 结论

a)采用絮凝沉淀—Fenton试剂氧化处理高硫酸含量的表面活性剂废水具有良好的效果,经絮凝吸附沉淀、Fenton试剂氧化两步处理后,总COD去除率可达到85%以上。

b)对该类废水的处理分为两个阶段:第一阶段絮凝沉淀,使用PAC为絮凝剂,最佳的絮凝pH约为5～6;第二阶段Fenton试剂氧化,在H2O2加入量为7mmol/L、n(H2O2):n(Fe2+)=0.5、氧化时间2h、反应体系pH为废水初始pH的最佳氧化条件下,COD去除率可达到70%以上。