高分子絮凝剂对造纸综合废水的处理1.doc

几种无机高分子絮凝剂对造纸综合废水的处理
作者:马宇锋,顾玲

随着造纸废水排放标准的日趋严格,造纸行业面临着越来越严峻的环保问题和经济问题。造纸废水的混凝沉淀处理法因其投资小、占地少、处理快及适于间歇处理等优点,日益受到中、小型造纸企业的青睐[1-2]。

本实验采用正交实验,着重对聚合氯化铁(PFC)、聚合氯化铝(PAC)、聚铁硅(PFCSi)和聚铝硅(PACSi)等4种无机高分子絮凝剂在处理造纸综合废水时的处理效果和条件进行比较,从而为造纸废水处理过程中絮凝剂的选取提供依据。

1实验

1·1试剂及仪器

聚合氯化铁(PFC):工业品,黑色透明液体;

聚合氯化铝(PAC):工业品,淡黄色粉末状颗粒;PFCSi、PACS:i自制。

721分光光度计;DBJ-621型定时变速搅拌机;

pHS22C酸度计;HI93727色度仪;CODCr快速测定仪。

1·2造纸综合废水的处理

1·2·1废水水质分析

本实验所用废水取自西安某造纸厂,该造纸厂以稻麦草为原料,采用碱法制浆,废水水质分析见表1。

1·2·2造纸综合废水的处理

取500mL造纸废水放入1000mL烧杯中,加入一定量的絮凝剂(PFCSi、PACSi、PFC、PAC),于一定温度下,以200r/min的速度搅拌2min,再调节转速为100r/min搅拌10min,静置一定时间,取距液面25mm处的上清液分析水质。

1·2·3造纸综合废水处理工艺的优化

本实验选取每个絮凝剂用量、初始pH值、温度及误差作为考察因素,每因素取3水平,每个絮凝剂进行L9(34)正交实验。以CODCr的去除率为评价指标进行极差分析,并确定最佳工艺条件。表2为因素与水平表,表3为正交实验安排。

2结果与讨论

2·1絮凝剂对SS、色度和CODCr去除率的比较

4种不同絮凝剂对SS、色度和CODCr去除率的比较分别见表4~表6。从表4和表5可看出:4种絮凝剂对SS和色度的去除率大部分在85%以上,说明这4种絮凝剂均具有很好的吸附架桥和电中和作用,可以将废水中的绝大部分悬浮物和胶体物质除去。从表6可看出4种絮凝剂对CODCr的去除率有较大的差别。

2·2正交实验结果分析

由于4种絮凝剂对废水色度和SS的去除率均较高,所以正交实验分析中,仅以CODCr的去除率为主要考察指标对絮凝剂的效果进行评价,正交实验结果及分析见表7。

2·2·1PFC处理结果分析

从表7可以看出,PFC作为絮凝剂,各因素对CODCr去除率的影响大小顺序为:用量>温度>pH值>误差,误差对处理效果影响不大,可以忽略。随着PFC用量的增加,CODCr的去除率先增加后减小,最佳用量为180mg/L。这是因为刚开始投加絮凝剂时,絮凝剂水解形成高价正离子,压迫废水中的胶体双电层,使胶粒表面电位降低,微粒间的斥力下降,废水中的胶体通过吸附架桥作用团聚在一起从而沉降;随着絮凝剂用量的增加,胶粒表面电位逐渐降到零,此时废水中的胶体产生快速絮凝;继续投加絮凝剂,胶粒表面会吸附反电荷,使表面电位重新上升,斥力增加,絮凝效果变差[3]。

温度对CODCr去除率的影响排在第2位,说明PFC对温度较为敏感,升高温度可提高处理效果。pH值最优值为8,即废水不调pH值时较好,这一点对工程实际来说非常重要,它不仅使处理流程变得简单,易于操作,而且还节省了运行费用。

2·2·2PAC处理结果分析

从表7可以看出,PAC作为絮凝剂,各因素对CODCr去除率的影响大小为:用量>pH值>温度>误差,温度与误差对处理效果的影响不大,可以忽略。PAC的最佳用量为120mg/L,pH值最佳为10,可能是因为PAC的用量过高,只有高pH值才能中和水解时产生的大量H+[4];温度对处理效果的影响不是很大,这一点对于北方地区废水的实际处理过程是很有利的。

2·2·3PFCSi处理结果分析

从表7可以看出,PFCSi作为絮凝剂,各因素对CODCr去除率的影响大小为:温度>用量>误差>pH值。pH值对处理效果影响不大,可以忽略。PFCSi为絮凝剂的最佳实验条件为:用量30mg/L,温度35℃。

2·2·4PACSi处理结果分析

从表7可以看出,PACSi作为絮凝剂,各因素对CODCr去除率的影响大小为:用量>温度>误差>pH值,同样,pH值对处理效果影响不大,可以忽略。PACSi为絮凝剂的最佳用量为40mg/L,远小于PAC的用量,这个结果与实际废水处理过程中发现的PACSi比传统絮凝剂形成的矾花大,沉降速度快是一致的[5]。

2·2·5正交实验结果的验证

按上述实验结果进行验证性实验,实验结果表明,4种絮凝剂在正交综合寻优所得出的最佳絮凝条件下对造纸综合废水的CODCr均有各自的最佳去除率,其中PFC为65·6%,PAC为52·