粉煤灰重介质辅助结团絮凝处理硫双灭多威废水技术.docx

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粉煤灰重介质辅助结团絮凝处理硫双灭多威废水技术
1、前言
硫双灭多威是一种高效、低毒、环保的氨基甲酸酯类杀虫剂，是当前国内防治抗性棉铃虫的主要优良品种之一。然而，其生产过程中产生的废水含有大量吡啶和吡啶衍生物，使得预处理和生化处理的难度增加。为了解决这一问题，湖南某厂家采用了吹脱加芬顿的组合工艺对废水进行了预处理，有效地降低了吡啶和4-氨基吡啶的浓度，为后续的生化处理提供了保障。
然而，在实际实施过程中，发现经过芬顿氧化后的废水中产生了大量粒径较细的悬浮物。常规絮凝处理后，悬浮物的粒径增长并不明显，固液分离效果较差，水相中夹带较多悬浮物。这些悬浮物中所析出的污染物对后续的生化处理毒性较大，而且容易在泥渣压滤时堵塞滤布。为了解决这一问题，有必要对絮凝环节进行有效的改进。
为此，我们主要采取了以下措施：采用重介质絮凝技术，通过投加比重较大的微粒辅助絮凝，帮助絮体长大，并且更容易沉降、脱水。我们采用了粉煤灰作为重介质絮凝的微粒。粉煤灰是一种工业废料，主要含有二氧化硅、氧化铁、氧化钙、三氧化二铝和氧化镁等物质，从成分上看与其他重介质絮凝微粒相似。它的颗粒细小、微观表面疏松多孔，适合在絮凝阶段发挥更好的吸附和架桥作用。
我们采用湖南某热电厂的粉煤灰作为原料，通过小试对硫双灭多威芬顿处理后的废水进行了絮凝实验。实验过程中，我们优化了粉煤灰的粒径、投加量、聚合氯化铝及PAM的组合投加量和搅拌速度等条件对絮凝效果的影响。然后对现有的絮凝工艺和设备进行了改进，在工程中验证了工艺参数的可靠性，为粉煤灰在废水絮凝处理领域的应用做了进一步的尝试。
通过这些改进措施，我们成功地提高了絮体的粒径和沉降性能、脱水性能，降低了废水中特征污染因子浓度。同时，使用粉煤灰作为重介质絮凝微粒，不仅充分利用了工业废料资源，而且降低了废水处理的成本。这些成果为解决工程问题提供了有效的解决方案，并且为今后在废水处理领域进一步推广应用粉煤灰等工业废料提供了有益的参考。
2、实验部分
2.1仪器、原料与试剂
仪器：LC-20A高级液相色谱仪（日本SHIMADZU公司）、pH酸度计（上海梅特勒-托利多公司）。
原料与试剂：粉煤灰（湖南某热电厂）、聚合氯化铝(PAC)、阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)。实验中所用的溶液均用高纯水配置。
实验所用硫双灭多威芬顿预处理废水（简称硫双废水），取自湖南某农药厂环保预处理车间。水质情况为：pH为2、COD为9000mg·L-1、悬浮物SS为4223mg·L-1，含有4-氨基吡啶约为29mg·L-1。
2.2检测及表征方法
悬浮物的测量按照中国国家标准GB11901-89进行操作，污泥含固量则采用重量法进行测定。COD的检测采用重铬酸钾法进行，以此获取相关数据。对于4-氨基吡啶的测量，采用了液相色谱法进行定量分析。具体检测方法为HPLC标准曲线法，使用C18反相柱(250mmx4.6mm(i.d)不镑钢柱，5μm)作为色谱柱，流动相为乙腈、异丙醇和缓冲盐溶液（缓冲盐溶液为辛烷磺酸钠、磷酸和蒸馏水的混合液）的体积比为4:12:84，流速为1mL.min-1，检测波长：262nm。在此色谱条件下，4-氨基吡啶的保留时间为8.15min。
2.3实验流程
由于工程上的处理装置是连续化运行，每个参数的调整需要较长时间才能反应出该条件下的运行效果，而且进水水质波动大，为统一进水情况，将操作简单化，先通过烧杯实验优化药剂投加量和反应条件。
烧杯实验：将粉煤灰研磨后过50、100、150、200、250目筛，备用。取500mL硫双废水于1L的烧杯中，用30%氢氧化钠溶液调pH至8，加入一定量研磨过的粉煤灰，快速搅拌20s，转速为200r·min-1，搅拌均匀后，缓慢滴加PAC(质量分数为20%)，快速搅拌30s，转速为200r·min-1，再缓慢滴加质量分数为1%的PAM，然后调整搅拌速度至所需，熟化5min，待絮体长大后静置30min，测30min沉降比。取上清液测悬浮物、COD、4-氨基吡啶。
连续化操作程序如下：在工程实践中，进水采用不间断的流态，流量为每天50吨，经过芬顿处理的硫双废水通过管道混合设备调节pH值至8后，进入絮凝反应罐。使用连续进料装置按照预设比例将粉煤灰和聚合氯化铝（PAC）溶液分别投加进入反应罐。反应罐内的搅拌设备以每分钟200转的速度进行搅拌，保持50秒的停留时间。随后，混合液从底部流入混凝柱（直径500毫米，长度1200毫米）。聚丙烯酰胺（PAM）的投加点位于絮凝反应罐与混凝柱之间的管道上。药剂投加量根据烧杯实验结果确定，以匹配流量。出水经由上端溢流，有效水力停留时间为5分钟，污泥从距离底部700毫米的开口处排出，然后进入离心机进行泥水分离。控制污泥在混凝柱中的停留时间为60分