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聚硅酸絮凝剂对工业废水有机物降解

中国污水处理工程网 时间:2022-5-30 16:18:06

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  目前水处理絮凝剂主要分为有机和无机两类,有机的絮凝剂主要有聚丙烯酰胺等有机高分子聚合物。有机絮凝剂具有用量少,絮凝能力强,使用pH范围大,沉淀效果好等多种优点,但是该物质价格较高,且残余单体是具有生物毒性的,有些还有“三致”效应(致崎、致癌、致突变),因此对于有机絮凝剂的使用安全问题一直是技术瓶颈。无机类絮凝剂常见有铁系,铝系絮凝剂。铁系絮凝剂能形成较大絮体,沉降性能好,但是腐蚀性高,稳定性低,而且易产生大量污泥。铝系絮凝剂却沉降性较差,絮体较小且部分聚合铝系絮凝剂生产过程复杂。以上絮凝剂各具特点,且已广泛应用与各类工业废水处理中,但随着环保要求日益严格,工业废水排放标准要求越来越高,对絮凝剂的技术升级也提出来更高要求。

  新型聚硅酸絮凝剂,采用聚合硅酸、金属离子等多种组分间通过缩聚、配位键合等作用形成的均匀的聚合物。该类絮凝剂能提供大量的多羟基络合离子,能够强烈吸附污物胶体微粒,通过粘附、架桥、交联作用,从而促进胶体凝聚,同时还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面电荷,降低电位,使胶体离子由原来的相斥变成了相吸,促使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀。再从无机高分子体系中引入有机高分子,可有效克服无机絮凝剂分子链较短的不足,通过颗粒之间的架桥形成大的絮凝体,并通过卷扫去除微小颗粒,达到絮体粘结聚集性好,吸附架桥能力强,絮体大且密实,沉降速度快,脱色性能好的处理效果。

  本次试验采用新型聚硅酸类絮凝剂对多种工业废水进行测试,以浊度和COD为考察指标。在实验基础上,归纳总结絮凝工序设计参数,为新型聚硅酸类絮凝剂在工业废水中应用提供有效技术支撑。

  1、实验部分

  1.1 实验仪器和试剂

  本次实验采用重铬酸钾法测定CODCr,实验仪器和试剂详见表1。

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  1.2 实验流程

  (1)分别量取需处理的废水水样,倒入的烧杯中。共计5种水样,分别为:乙二醇化工行业、焦化行业、制药行业、食品加工、造纸行业的废水站处理尾水。

  (2)在搅拌(200r/min)的条件下,分别加入一定量的聚硅酸絮凝剂,搅拌反应10min。

  (3)搅拌完成时,用碱调节水样pH在6.0~7.0左右(若pH值高于6则不需要加碱),并加入阴离子PAM(配制浓度1‰,分子量1000万以上),慢搅(30r/min)1min,待出现较大的絮聚体后,停止搅拌,静置沉淀。

  (4)静置沉淀30分钟后,取上清液并测定其COD。

  1.3 实验操作

  (1)原水水样COD值的测定:取2mL原水水样加入1mL0.009mol/L重铬酸钾试剂和2mL10g/L硫酸-硫酸银试剂,混合均匀,作为待测试剂,同时以150mol/L的邻苯二甲酸氢钾作为标准使用液,配制标准系列。

  (2)如待测水样中氯离子浓度偏高,需加入硫酸汞消除干扰。

  (3)稀释高效混凝剂标准液,稀释比例1∶100。

  (4)用100mL锥形瓶各取100mL水样,分别加入1.0mL,2.0mL,4.0mL,8.0mL,10.0mL于水样中,最后测得COD值。

  2实验结果

  针对乙二醇化工行业、焦化行业、制药行业、食品加工、造纸行业的废水站处理尾水进行了加药量与COD去除的关系测试,结果如表2~6。

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  根据上述实验测试结果可见:新型聚硅酸类絮凝剂对上述行业工业废水尾水具有良好的COD降解能力,絮体大且密实,沉降速度快,脱色性能好,设计投加量建议在5mg/mg~10mg/mgCOD。如工业尾水COD高于500mg/L,如制药废水,直接加药去除,药剂加药量大,运行成本高。可考虑先采用生化方式进行去除大部分COD后,再采用新型聚硅酸药剂强化出水COD指标,更为经济合理。

  3、结语

  (1)新型聚硅酸类絮凝剂具有絮体粘结聚集性好,吸附架桥能力强,絮体大且密实,沉降速度快,脱色性能好的处理效果,适宜在工业废水尾水深度处理中作为脱碳、脱色剂使用。

  (2)根据多种工业废水尾水试验测试,如以降解COD为主要目标,建议絮凝工序加药量宜按5~10mg/mgCOD进行设计。(来源:中冶京诚工程技术有限公司)