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乳液型聚丙烯酰胺處理焦化廢水的試驗研究

點擊數:30762013-04-28 17:51:04 來源: 中國環保技術網

新聞摘要:絮凝技術是廣泛應用于給水、廢水處理、污泥脫水、食品和醫藥等加工工藝過程中的一項重要舉措,絮凝效果如何關鍵在于絮凝劑的選擇上。在絮凝劑的研究和使用歷史上,先后開發了無機絮凝劑和高分子無機絮凝劑。

絮凝技術是廣泛應用于給水、廢水處理、污泥脫水、食品和醫藥等加工工藝過程中的一項重要舉措,絮凝效果如何關鍵在于絮凝劑的選擇上。在絮凝劑的研究和使用歷史上,先后開發了無機絮凝劑和高分子無機絮凝劑?,F在廣泛應用于生產的高分子無機絮凝劑就是聚丙烯酰胺( PAM ),它具有平面網格和立體網格結構。大多數聚丙烯酰胺產品的分子量在 800 萬—— 1000 萬之間,易溶于水,不溶于大多數有機溶。從離子型態上聚丙烯酰胺可分為以下類型:陰離子型、陽離子型、非離子型、復合離子型。從外觀狀態看,聚丙烯酰胺又可分為:顆粒狀和乳液型。一直以來,多數廠家研究和生產顆粒狀聚丙烯酰胺,但顆粒狀聚丙烯酰胺對溶解時間要求較長,所以乳液型聚丙烯酰胺在實際生產過程中得到廣泛關注。

  焦化行業的焦化廢水是焦炭工業主要的污染源之一,其主要特點是濁度高,固體物粒度細,固體顆粒表面有較強的電荷,同性電荷的斥力作用使這些顆粒在水中保持分散狀態,這類廢水經沉淀后上清液仍帶有大量的固體微粒,處理非常困難。因此,焦化廢水處理問題一直以來是焦化行業控制污染的難題。

  本文根據乳液型聚丙烯酰胺的性質,通過試驗室小試,在各種條件相同的情況下來確定乳液型聚丙烯酰胺在焦化廢水應用的可行性,并進一步確定其在焦化廢水應用中的最佳投藥濃度。

1 試驗材料和方法

1.1 材 料

乳液型聚丙烯酰胺:由內蒙古河西工業總公司提供。

聚合硫酸鐵溶液:取自北京煉焦化學廠水處理車間。

試驗水樣:取自北京煉焦化學廠水處理車間后混沉淀池出水。

? 試驗原理

在來水水質穩定,即 SS 相對穩定,同時所加入的聚合硫酸鐵為固定量的情況下,通過有高到低的調整聚丙烯酰胺的用量,當水質達到最佳時,即為該種 SS 濃度下,聚丙烯酰胺的最佳投藥量。

1.3 試驗方法

聚丙烯酰胺溶液的配制:我們確定試驗需要聚丙烯酰胺的濃度分別為: 0.7 5‰、0.875‰、1‰、1.125‰、1.25‰。分別去乳液型聚丙烯酰胺 0.75g 、 0.875g 、 1g 、 1.125g 、 1.25g 加入到 1000mL中,充分攪拌至晚全溶解,即可得到所需要濃度的聚丙烯酰胺溶液。取500mL水樣放入5個500mL的燒杯中,用5mL移液管分別取5mL聚丙烯酰胺溶液加入已裝有水樣的燒杯中,充分攪拌,然后分別加入 2.7mL的聚合硫酸鐵溶液,再次攪拌均勻,使酰胺和聚合硫酸鐵充分與廢水中的懸浮物接觸。沉淀2個小時,沉淀過程中觀察形成礬花尺寸大小以及沉淀狀況。取上清液測定其中SS、COD值。COD測定:取上層清液20mL置于500mL磨口回流錐形瓶中,準確加入10mL重鉻酸鉀標準溶液,從冷凝管上口慢慢加入30mL硫酸銀-硫酸溶液,加熱回流2個小時,待冷卻后用50mL蒸餾水承諾沖洗冷凝器壁,再用水稀釋至150mL,加入2-3滴試亞鐵靈指示劑,用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定,溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點。記錄硫酸亞鐵銨的用量。按照同樣的步驟空白試驗。

(V 1 -V 0 )· c·8

COD化學需氧量= ×100 (mg·L -1 )

V

c——硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度,mg·L -1 V——水樣的體積,mL

V 0 ——滴定空白時消耗硫酸亞鐵銨標準溶液的gesep體積,mL

V 1 ——滴定水樣時消耗硫酸亞鐵銨標準溶液的體積,mL

SS的測定:取上層清液搖勻,在抽濾下徐徐倒入多孔過濾瓷坩堝內,抽濾完畢,用蒸餾水洗滌3次,將坩堝放在103~ 105℃ 烘箱內烘干 3個小時,取出放入干燥器中冷卻30min后稱至恒定質量。

(W 2 -W 1 )× 1000

C(懸浮物)= ×1000 (mg·L -1 )

V

W 1 ——鋪過石棉的多孔過濾瓷坩堝的質量 ,g

W 2 ——鋪過石棉的多孔過濾瓷坩堝和懸浮物的總質量 ,g

V——水樣的體積,mL

2 結果與討論

2.1 試驗結果

COD測定值以及COD的去除率

次數

濃度

  第一次試驗

第二次試驗

第三次試驗

第四次試驗

COD

COD去除率

COD

COD去除率

COD

COD去除率

COD

COD去除率

0.75‰

141

3.4%

223

20.9%

168

20.7%

182

32.3%

0.875‰

123

15.8%

197

30.1%

179

15.6%

177

24.2%
1‰

137

6.2%

209

25.9%

   155

26.9%

215

20.1%

1.125‰

141

3.4%

261

7.4%

128

39.6%

168

37.5%

1.25‰

129

   1.6%

189

32.9%

132

37.7%

212

21.2%

注:聚合硫酸鐵的投加量為2.7mL

SS測定值以及SS的去除率

次數

濃度

第一次試驗

第二次試驗

第三次試驗

第四次試驗

SS

SS去除率

SS

SS去除率

SS

SS去除率

SS

SS去除率

0.75‰

22

70.2%

38

34.5%

   11

68.6%

16

55.6%

0.875‰

28

62.2%

37

36.2%

20

42.9%

19

47.2%

1‰

36

51.4%

47

18.9%

18

48.6%

21

41.6%

1.125‰

32

56.8%

26

55.2%

14

60%

17

52.8%

1.25‰

35

52.7%

32

44.8%

19

45.7%

20

44.4%

   注:聚合硫酸鐵的投加量為2.7mL

   對以上表格的數據進行中心化、標準化處理,應用 Regression 過程進行回歸分析,可得到乳液型聚丙烯酰胺濃度與 COD 、 SS 去除率的關系曲線如下:

 

 


2.2數據分析與討論

( 1)從上面數據以及乳液型聚丙烯酰胺濃度與COD、SS去除率的關系圖不難看出:當聚丙烯酰胺濃度以0.125‰遞增時,與水樣充分混凝沉淀后,在 0.875‰和1.125‰時出水效果達到最好。通過觀察沉淀過程,當聚丙烯酰胺濃度繼續增加時,雖然仍可以形成較大的礬花,但形成的礬花不易沉淀,而是浮在水面上,造成SS和COD的去除率降低。

(2)來水對聚丙烯酰胺濃度的影響。由于聚丙烯酰胺的絮凝效果對溫度以及PH值得適應范圍比較廣,所以,一般情況下較小的水質改變不會對聚丙烯酰胺的絮凝效果產生大的沖擊。

( 3)由于后混出水中的SS主要為有機活性污泥,因此COD與SS有很大的關系,這一點從試驗數據中也可以看出,去除了大部分SS就意味著去除了大部分 COD。因此在不考慮其他無機懸浮物的影響的情況下,SS和COD的去除率隨乳液型聚丙烯酰胺的濃度的變化趨勢應該近似相同。

3 結論

乳液型聚丙烯酰胺在實際生產過程中有著溶解速度快的優勢,因此對于乳液型聚丙烯酰胺投藥量的試驗研究是很必要的。通過試驗,結合實際生產和經濟利益的我們可以確定在水質變化不是很大的情況下,投藥濃度為0.875‰為最佳。但,當水質有所變化的時候,特別是當污泥出現膨脹時,由于懸浮物更多的為有機活性污泥,對于乳液型聚丙烯酰胺的用量要求加大,這個問題仍需要進一步的探討。

 

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