污水處理中聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺配合使用需要注意哪些？
聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺在污水處理上應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛，占有非常重要的地位。聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺在使用過(guò)程中，常常配合起來(lái)使用。首先來(lái)總得分析一下他們的關(guān)系，之后向大家介紹一下混合的步驟、注意事項(xiàng)和相關(guān)的知識(shí)。洗滌劑生產(chǎn)廢水具有成份復(fù)雜、廢水中CODcr和LAS成分含量高且難以直接生物降解、廢水的pH值較低等特點(diǎn) ，同時(shí)廢水中的洗滌劑成份達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)影響廢水處理的曝氣、沉淀、污泥消化等過(guò)程 ，在實(shí)際廢水處理過(guò)程中常采用絮凝劑解決高濃度LAS難于生物降解的問(wèn)題，因此在絮凝處理中研究絮凝劑種類(lèi)的選擇、用量及其影響因素等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
將聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁進(jìn)行配合為了確定廢水處理試驗(yàn)系統(tǒng)的絮凝處理操作參數(shù)，對(duì)該洗滌劑廠(chǎng)的生產(chǎn)廢水進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)研究，確定絮凝處理的最佳操作條件，如絮凝劑種類(lèi)、絮凝劑用量、pH值和攪拌條件等。
該廢水主要包括：洗滌劑生產(chǎn)原料洗滌水、生產(chǎn)過(guò)程廢水、各種容器的洗滌水和一些生活污水等。該洗滌劑生產(chǎn)廠(chǎng)的產(chǎn)品主要有廚房磚地洗潔劑、洗碗洗潔劑、洗碗清潔助劑、漂白劑、洗潔凈等，其中廚房磚地洗潔劑內(nèi)含刺激性酸性活性劑成分；洗碗洗潔劑、洗碗清潔助劑是酸性的或者強(qiáng)酸性的，且有強(qiáng)腐蝕性；漂白劑是白色粉狀的有機(jī)漂白劑；洗潔凈是油狀液體，主要成份是表面活性劑與香料。在工程現(xiàn)場(chǎng)采用絮凝法和生物法組合工藝處理系統(tǒng)對(duì)該廢水進(jìn)行中試試驗(yàn)。
絮凝實(shí)驗(yàn)用燒杯在多聯(lián)動(dòng)變速攪拌機(jī)上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)所用廢水直接取自上述洗滌劑生產(chǎn)廠(chǎng)。實(shí)驗(yàn)儀器包括JJ-3六連電動(dòng)攪拌器、pHS一3C型精密pH計(jì)、MS-1微波消解COD測(cè)定儀、721B型分光光度計(jì)和燒杯等。實(shí)驗(yàn)用藥品 聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化鋁(PAC)、苛性鈉(NaOH)溶液、稀硫酸溶液、氯化鐵、硫酸亞鐵和明礬等。實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)條件在6～8個(gè)燒杯中，加入200ml水樣，分別加入一定量的絮凝劑、助凝劑，用苛性鈉溶液或稀硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值，攪拌一定時(shí)間后，靜置沉淀，取上清液測(cè)CODcr 值。實(shí)驗(yàn)時(shí)攪拌速度60r／min，攪拌時(shí)間30rain，沉淀時(shí)間30min。水質(zhì)測(cè)定按《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行，其中CODc,的測(cè)定采用微波消解重鉻酸鉀法。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
絮凝劑種類(lèi)的選擇
絮凝劑的種類(lèi)關(guān)系到生產(chǎn)成本和處理效率，需要確定價(jià)格低廉、易得、使用方便的絮凝劑。這里，選用常用的幾種絮凝劑：硫酸亞鐵、聚合氯化鋁(PAC)、氯化鐵、明礬等對(duì)洗滌劑生產(chǎn)廢水進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法，向水樣中加入定量藥劑，固定水樣的pH值為7．0，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表。原水的CODcr為4480 mg／l 。實(shí)驗(yàn)表明，在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，PAC的效果最好，氯化鐵次之，兩者的礬花形成迅速，分層明顯，但氯化鐵不能很好地解決色度問(wèn)題，用氯化鐵處理后，經(jīng)沉淀后所取上清液有色度。另外，從經(jīng)濟(jì)性分析，目前市場(chǎng)上工業(yè)用的PAC價(jià)格約為l000-1200元／噸，而氯化鐵一般為2400～3900元 ，由此可知采用聚合氯化鋁更為經(jīng)濟(jì)有效。根據(jù)使用量分析，每噸廢水使用的聚合氯化鋁費(fèi)用1．5～1．8元。因此選用PAC作為該廢水處理試驗(yàn)系統(tǒng)的絮凝劑確實(shí)可行。
絮凝劑聚合氯化鋁用量 絮凝劑的用量是否合理關(guān)系到沉淀是否徹底、處理是否更有效及生產(chǎn)成本是否更低，因此需要對(duì)此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以準(zhǔn)確確定其用量。實(shí)驗(yàn)所用廢水的CODc 為4480 mg／L，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中固定聚丙烯酰胺的加入量為10mg／L，pH值為7．0，僅改變絮凝劑PAC的用量。考察絮凝劑PAC用量對(duì)CODcr去除率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。圖1表明，廢水的CODc~去除率先隨著絮凝劑PAC加入量的增加而上升，當(dāng)絮凝劑聚合氯化鋁的用量在1．5g／L左右時(shí)，廢水中CODcr去除率最高，達(dá)到81％以上；而當(dāng)絮凝劑加入量超過(guò)1．5g／L時(shí)，CODcr去除率開(kāi)始下降。因?yàn)樾跄齽┚酆下然X加入量不足時(shí)，絮凝處理不充分，并且絮凝劑聚合氯化鋁水解時(shí)產(chǎn)生的H 較多，導(dǎo)致廢水的pH值降低，改變了絮凝反應(yīng)條件，抑制了絮凝劑PAC同廢水的結(jié)合和反應(yīng)，降低了廢水處理效率；而絮凝劑聚合氯化鋁用量過(guò)大時(shí)，廢水中微粒被過(guò)多的絮凝劑所包圍，失去同其它的微粒結(jié)合的機(jī)會(huì)，因而不易凝聚，同時(shí)此時(shí)水解產(chǎn)生較多的OH-，導(dǎo)致廢水的pH值增大，改變了絮凝反應(yīng)條件，降低了處理效率。
按實(shí)驗(yàn)方法，固定絮凝劑PAC的用量不變，同時(shí)使pH值為7．0，僅改變PAM用量，研究聚丙烯酰胺 投加量對(duì)CODcr，去除率的影響。聚丙烯酰胺的投加量在一定程度上有利于CODcr的去除，它能促進(jìn)絮體的形成，提高沉降速度，改變沉降性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加入聚丙烯酰胺作助凝劑后廢水的CODcr去除率明顯提高，這是因?yàn)榧尤胫齽┖螅纳屏诵跄磻?yīng)環(huán)境，促進(jìn)了絮凝劑聚合氯化鋁與廢水中膠體顆粒的反應(yīng)，使得CODcr 去除率提高；隨著聚丙烯酰胺投加量的增加，上清液中顆粒明顯減少，沉淀時(shí)間明顯縮短，在用量為10mg／L時(shí)，CODcr去除率最高，達(dá)到81％以上。但PAM用量不能太大。因?yàn)镻AM溶于術(shù)且為有機(jī)物，過(guò)量后使廢水的CODcr值增加。
pH值的影響
保持絮凝劑PAC和助凝劑PAM用量不變，按照實(shí)驗(yàn)方法用苛性鈉溶液或稀硫酸調(diào)節(jié)pH值，觀察pH值對(duì)CODcr 去除率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。圖3表明，pH值對(duì)CODcr的去除有較大的影響；隨著pH值的增大，CODcr去除率提高，當(dāng)pH值在6～ 8之間時(shí)絮凝效果較好，在pH值等于7時(shí)CODcr去除率出現(xiàn)最高值，達(dá)到81％以上，當(dāng)pH值超過(guò)8．0后，CODcr去除率反而迅速降低。這是因?yàn)楫?dāng)pH值較小時(shí)，PAC易與H 形成絡(luò)合物或者硫酸鋁等物質(zhì)，當(dāng)pH值較大時(shí)，PAC易與OH一形成氫氧化鋁等物質(zhì)，使得PAC不易與污染物結(jié)合，阻礙了絮凝反應(yīng)的順利進(jìn)行，極大地降低了處理效率。
攪拌時(shí)間的影響
按照實(shí)驗(yàn)方法，取最佳的實(shí)驗(yàn)條件，即絮凝劑加入量為1．5g／L，助凝劑的；1.5g／L．量為10mg／L，pH值固定為7．0，攪拌速度為60r／min，僅改變絮凝反應(yīng)的攪拌時(shí)間，觀察攪拌時(shí)間對(duì)CODcr去除率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。圖5表明，隨著攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)，CODcr 去除率逐漸提高，當(dāng)攪拌時(shí)間為30min時(shí)效果最佳，攪拌時(shí)間超過(guò)30min后，CODcr 去除率逐漸降低。這是因?yàn)閿嚢钑r(shí)間過(guò)短，絮凝藥劑和廢水不能充分地混合，絮體生長(zhǎng)的時(shí)間亦不足，絮體與廢水中污染物的接觸作用時(shí)間也不足，被絮體吸附的污染物量較少，因此絮凝不充分，反應(yīng)速度較慢；而攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)使已經(jīng)形成的絮體又被打碎，不能較好地形成礬花而沉降。
沉淀時(shí)間的影響
按照實(shí)驗(yàn)方法，取最佳的實(shí)驗(yàn)條件，即絮凝劑加入量為1．5g／L，助凝劑的加入量為10mg／L，pH值固定為7．0，攪拌速度為60r／min，攪拌時(shí)間為30min，僅改變絮凝反應(yīng)的沉淀時(shí)間，觀察沉淀時(shí)間對(duì)CODcr去除率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖6。從圖6可看出，隨沉淀時(shí)間的增加，CODcr去除率越高，絮凝處理效果越好。沉淀15～30min時(shí)間段內(nèi)的絮凝處理效果的曲線(xiàn)斜率比沉淀0～15min的絮凝處理效果曲線(xiàn)斜率明顯變小，沉淀35min比沉淀30min絮凝處理效果提高很小，即當(dāng)沉淀時(shí)間達(dá)到30min時(shí)，再延長(zhǎng)沉淀時(shí)間對(duì)絮凝處理效果貢獻(xiàn)不大，故本試驗(yàn)系統(tǒng)選擇絮凝反應(yīng)的沉淀時(shí)間為30min。
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