焦化废水絮凝处理研究
导读：GENCO6010便携式pH计。微波密封消解COD速测仪。水处理絮凝剂主要有无机高、低分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂。为了进一步确定投加量的具体范围，在200mg/L—350mg/L的范围内，又做了一组絮凝实验，结果如图2-2。从图中可以看出，最佳的投药量为290mg/L左右，其CODcr去除率可达50%，色度去除率为75%。⑶由于焦化废水中有机污染物含量较高，对胶体有强烈的保护作用，造成絮凝剂投加量较多，因而在运行成本上会有所增加，需要进一步降低。
关键词：焦化废水，絮凝剂，投加量，COD，色度，pH
0.概 述
随着钢铁工业的迅速发展，我国每年都有大量焦化废水产生，而焦化废水是一种含大量有机物、高氨氮的有害废水。如何实现对焦化废水的有效处理，已成为治理工业有机废水的一个重要课题。目前，对焦化废水的治理方法很多，包括物理化学法、生物法及湿式氧化法[1]、利用烟气处理[2]及超临界氧化法等技术[3]。本文针对某焦化废水厂经生物法处理后，其COD和色度不达标的情况，研究絮凝沉淀法对出水COD和色度的去除效果影响。
1.实验部分
1.1 实验用水
实验采用经蒸氨—水解酸化—SBR组合工艺处理之后的焦化废水，其CODcr浓度为260mg/L，氨氮浓度为170mg/L，pH值为7.5，色度为29。
1.2 实验内容
实验研究分为以下几个部分：
⑴ 研究不同絮凝剂对焦化废水的处理效果，确定最适宜的絮凝剂;
⑵ 研究絮凝剂的最佳投药量、pH;
⑶ 投加PAM作为助凝剂，研究不同的处理效果。
实验设备及药品：
JB50-D型增力电动搅拌机;GENCO6010便携式pH计;微波密封消解COD速测仪;比色管;所有药品均是化学纯。
1.3 絮凝剂的选择
水处理絮凝剂主要有无机高、低分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂。免费。目前常用的无机絮凝剂主要有铝盐和铁盐及其水解聚合物。铁盐有优于铝盐的地方，如适用的pH范围较宽、絮凝体比铝盐密实等优点。有机高分子絮凝剂的品种比较多，大多数效果良好，但价格昂贵，一般作为助凝剂使用。目前最常用的是聚丙烯酰胺(PAM)。
本实验首先用不同的絮凝剂对废水进行絮凝试验，根据实验结果，选用效果比较好的絮凝剂，再研究其使用条件。
为了获得最佳的絮凝处理效果，实验选取MnSO4，Al2(SO4)3，Fe2(SO4)3，CuSO44种絮凝剂进行对比实验。实验了相同pH条件下，不同絮凝剂对废水中污染物的浓度去除率的影响。将上述4种絮凝剂分别配制成浓度为10%的溶液，取3ml溶液加入到150ml废水中，调整pH=10，先快速搅拌(转速为270r/min)5min，再慢速搅拌(转速为50r/min)30min。此时絮凝剂与废水中的有机胶质微粒进行迅速的混凝、吸附与附聚。搅拌完成后静置1h，测其上清液的CODcr及色度。通过数组实验后，其平均去除率见表2-1。
通过对絮凝效果的初步比较，选用絮凝效果较好的Fe2(SO4)3作为后续实验中首选的絮凝剂，并通过改进絮凝条件确定其最高的去除率。
表2-1 各种絮凝剂对焦化废水的去除效果
| 实验号 | 絮凝剂 | 原水CODcr（mg/L） | 处理后CODcr（mg/L） | 去除率（％） | 原水色度（倍） | 处理后的色度（倍） | 去除率（％） |
| 1 | AL2(SO4)3 | 260 | 184 | 29.18 | 29 | 27 | 75 |
| 2 | Fe2(SO4)3 | 260 | 124 | 52.39 | 29 | 27 | 75 |
| 3 | MnSO4 | 260 | 238 | 8.32 | 29 | 28 | 50 |
| 4 | CuSO4 | 260 | 217 | 16.70 | 29 | 28 | 50 |
1.4 确定絮凝处理焦化废水的最佳工艺条件
1.4.1 Fe2(SO4)3絮凝剂实验结果
⑴ 最佳投药量实验
实验取相同水样5份，首先分别加入质量浓度为100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L的Fe2(SO4)3进行絮凝实验，取上清液进行分析，结果见图2-1。
由图2-1可知，随着投加量的增加，CODcr和色度的去除率明显增高;在Fe2(SO4)3质量浓度为100mg/L~300 mg/L时，CODcr和色度的去除率迅速增加;在投加量浓度大于300 mg/L时，CODcr去除率达到50%以上，色度的去除率达到80%左右，以后曲线变化平缓。
图2-1 Fe2(SO4)3絮凝剂在不同投加量时对CODcr和色度的去除率
为了进一步确定投加量的具体范围，在200mg/L—350mg/L的范围内，又做了一组絮凝实验，结果如图2-2。从图中可以看出，最佳的投药量为290mg/L左右，其CODcr去除率可达50%，色度去除率为75%。而且从絮凝效果来看，在加入絮凝剂后，矾花形成快，且大而密实，泥水易于分离，色度去除显著。
图2-2 Fe2(SO4)3絮凝剂在不同投加量时对CODcr和色度的去除率
⑵最佳pH实验
每种絮凝剂都有其适宜的pH值范围，pH值的大小不仅直接影响污染物的存在形态和性质，而且还影响着絮凝剂的水解平衡与水结产物的存在形态。网。因此，在絮凝处理过程中，调节控制废水的pH至关重要。免费网。为此，控制Fe2(SO4)3投加量浓度为300mg/L，考察了不同pH值对污染物的去除率的影响，结果见图2-3。
图2-3表明：CODcr和色度的去除率在pH值为7左右时，去除率最高，分别为50%和75%。当pH小于或大于7的时候，去除率都有所下降。
图2-3 Fe2(SO4)3絮凝剂在不同 pH值时对CODcr和色度的去除率
⑶投加PAM为助凝剂时的去除效果
根据絮凝理论，使用无机絮凝剂时，向废水中投机高分子的助凝剂可促进絮凝体的形成，加速沉淀，提高絮凝处理效果。本实验采用PAM作为助凝剂。具体才操作是先投加定量的Fe2(SO4)3溶液，快速搅拌使之水解并形成微絮凝体，再加入PAM进行吸附架桥，起到促进絮凝的效果。分别实验不同的Fe2(SO4)3投加量和不同的助凝剂投加量的实验效果。与未投加PAM的情形相比，投加PAM作为助凝剂后，烧杯中矾花变大，且沉淀较快。从图2-4的试验结果可看出，投加PAM后大大提高了Fe2(SO4)3对废水CODcr的去除效果。在最佳投药量下，CODcr的去除率提高至60%左右。同时，当PAM的投加量分别为1mg/L，2mg/L和5mg/L时，絮凝的效果相差不大，即投加1mg/L的PAM就可达到比较好的去除效果。
图2-4 不同Fe2(SO4)3及不同助凝剂投加量下的COD去除效果
2.结论与建议
⑴Fe2(SO4)3絮凝剂对焦化废水有较好的混凝作用，实验研究表明，其最佳的投加量在300mg/L左右，最佳pH值为7，在此优化条件下，该絮凝剂对焦化废水CODcr的去除率为50%左右，对色度的去除率在75%左右。
⑵在最佳絮凝剂Fe2(SO4)3投药量300mg/L，pH为7的情况下，投加助凝剂PAM后，对CODcr的去除率增加了10%左右，效果比较好。
⑶由于焦化废水中有机污染物含量较高，对胶体有强烈的保护作用，造成絮凝剂投加量较多，因而在运行成本上会有所增加，需要进一步降低。
⑷对废水絮凝系统进行科学优化，综合研究水温、pH值、水质、水力条件和投药方式对系统的影响，从而提高絮凝效果。
参考文献
[1] 史晓燕,肖波,杨家宽, 等. 焦化废水处理技术的发展[J]. 环境技术, 2003, 6:47.
[2] 张瑜,江白茹. 钢铁工业焦化废水治理技术研究[J]. 工业安全与环保,2002,28(7):527.
[3] 王业耀,袁彦肖,田仁生. 焦化废水处理技术研究进展[J]. 工业水处理, 2002, 22(7):3.
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