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高含盐工业废水处理双碱软化法

发布时间:2022-11-17 16:21:49  中国污水处理工程网

双减法对煤化工领域产生的高含盐废水有广泛的适用性,通过小试确定各种药剂的投加浓度,从而使其在高含盐废水处理技术得到快速发展。

1、小试过程

1.1 小试材料

小试废水:某工业园区高含盐废水,pH=8.0TDS=4500mg/L、总硬度(CaCO3)=1900mg/LCa2+(CaCO3)=620mg/L、总碱度=78mg/LCOD=195mg/LSiO2=87mg/L

小试药剂:10%的碳酸钠溶液;10%的氢氧化钠溶液;10%聚合硫酸铁;0.5PAM

试验仪器器皿:2L烧杯8;OA2000搅拌仪4;移液枪0.51510mL1;PHS-3CpH1;FA-2004电子天平1;LH-3BA紫外可见智能型多参数水质测定仪;5B-1(V8)智能型多功能消解器消解仪;美国MyronL6P便携式TDS测定仪;滴定台1个、50mL白色碱性滴定管等其他辅助器皿。

1.2 小试方法

10L高含盐工业废水,检测其pHTDS、总硬度、Ca2+CODSiO2浓度;根据检测所得结果计算碳酸钠和氢氧化钠的加药量。

取同一批废水1000mL2L烧杯内,加入氢氧化钠检测其pH后,继续投加碳酸钠、PFSPAM,进行混凝沉淀,分别用搅拌机进行搅拌;混凝试验完成后待沉淀20min后取上清液检测其pHTDS、总硬度、Ca2+CODSiO2浓度。

1.3 小试检测分析方法

小试检测分析方法主要根据最新的国家标准以及《水和废水监测分析方法(第四版)》收录的方法进行检测。

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2、结果与讨论

由于进水中硬度高碱度低,而且硬度明显高于碱度,因此选择双碱法。首先投加氢氧化钠调节pH为碳酸钠与Ca2+Mg2+反应提供碱性环境。

2.1 pH调节

分别取61000mL原水于2L烧杯中,依次向烧杯中投加不同量的氢氧化钠溶液,边投加边搅拌检测pH值,控制pH值分别为10.51111.211.511.812.1。待pH值稳定后根据原水总硬度(CaCO3)1900mg/LCa2+(CaCO3)620mg/L、总碱度为78mg/L,计算理论碳酸钠投加量为1700mg/L,向不同pH值的烧杯内投加相同量的碳酸钠搅拌使其充分反应,20min后取各自上清液检测总硬度,分析总硬度去除率,实验结果如图1所示。

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在碱性条件下,碳酸钠与高含盐废水中Ca2+Mg2+反应过程如下:

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pH较低时Mg2+无法充分与OH-结合,而pH较高时碳酸钠与Ca2+反应状态不佳,直接影响其去除效果。由图可知,原水在pH值为11.5时碳酸钠与水中的Ca2+Mg2+反应最充分,其总硬度的去除率为67.37%

2.2 碳酸钠投加量

pH值为11.5时,分别向烧杯中投加其理论投加量的80%110%125%150%160%175%碳酸钠,充分搅拌后澄清20min取其上清液检测总硬度。由图2可知:当碳酸钠投加量为理论值的150%时其总硬度的去除效果最佳。

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2.3 PFS投加量

根据上述小试结果分别向52L烧杯中投加相同量氢氧化钠和碳酸钠时期充分反应,将反应完全后分别同其烧杯中投加3070100150200mg/L的聚合氯化铝和聚合硫酸铁,快速搅拌10s后澄清10min取其上清液检测出水浊度。

由图3可知:投加聚合硫酸铁的出水浊度普遍比投加聚合氯化铝的澄清效果好,其出水浊度小,同时当聚合硫酸铁投加量为100mg/L时其出水浊度最小。

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2.4 PAM投加量

分别取1000mL水样于52L烧杯中,先分别向各个烧杯中投加相同量的氢氧化钠、碳酸钠和聚铁后快速搅拌1min后,分别向烧杯中投加浓度为235710mg/LACPAM(阴离子),絮凝剂慢速搅拌1min,观察其絮凝效果。重复上述步骤,分别用小分子量阳离子(CPAM20)、中分子量阳离子(CPAM40)大分子量阳离子(CPAM50)替代ACPAM(阴离子)。反应结束后取上清液检测其浊度,分析如图4所示。

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PAM主要靠分子链固定在不同的颗粒表面上,各颗粒之间形成聚合物的桥,使颗粒形成聚集体而沉降。由图4可知,不同型号的PAM对水样中浊度的去除效果不同,在慢速搅拌的过程中形成矾花的大小不一,无明显规律。通过检测结果可知,PAM在助凝过程中其投加量过小时,其聚合效果不明显,颗粒物不能完全结合沉降;投加量过大时其运行成本较高、其形成的污泥黏性较大不利于后续污泥的处理,综合考虑小试确定最佳的型号为CPAM20,该产品的最佳用量为3mg/L

3、结论

1)双碱法作为预处理工艺处理高含盐废水时,碳酸钠与Ca2+Mg2+最佳反应pH11.5

2)投加适量的碳酸钠、絮凝剂和混凝剂不仅可以通过絮凝沉淀有效的去除硬度,同时对CODSiO2有一定的去除效果。

3)在双碱法除硬过程中,聚合硫酸铁的絮凝效果优于聚合氯化铝的效果,且最佳投量为100mg/L

4)小试结果显示,小分子阳离子絮凝剂(CPAM20)更有利于本次水样的絮凝,且最佳投量为3mg/L。(来源:内蒙古久科康瑞环保科技有限公司)

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