文/張思遠(yuǎn)(中節(jié)能國(guó)禎環(huán)保科技股份有限公司)
濁度是指溶液對(duì)光線通過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的阻礙程度,它包括懸浮物對(duì)光的散射和溶質(zhì)分子對(duì)光的吸收。水的濁度不僅與水中懸浮物質(zhì)的含量有關(guān),還與懸浮物質(zhì)的大小、形狀及折射系數(shù)等有關(guān)。構(gòu)成濁度的懸浮及膠體微粒一般是穩(wěn)定的,且大都帶有負(fù)電荷,不進(jìn)行化學(xué)處理就不會(huì)沉降。水處理領(lǐng)域主要是采用混凝、澄清和過(guò)濾的方法來(lái)降低水的濁度?;炷峭ㄟ^(guò)某種方法(如投加化學(xué)藥劑)使水中膠體粒子和微小懸浮物聚集的過(guò)程,混凝機(jī)理通常包括壓縮雙電層、電中和、吸附架橋和網(wǎng)捕等作用。影響混凝效果的主要因素包括水溫,pH 值,水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度,水力條件。不同水質(zhì)特征的廢水混凝條件需通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選獲得。
結(jié)合本中試實(shí)驗(yàn)廢水進(jìn)水水質(zhì)的特點(diǎn),選取聚合氯化鋁(PAC)和硫酸鋁藥劑配合PAM進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)(選取陽(yáng)離子型PAM是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)廢水呈現(xiàn)負(fù)電性,理論上使用陽(yáng)離子型PAM可增大壓縮雙電層及電中和效應(yīng),獲得較優(yōu)效果)。使用45 mg/L、85 mg/L 和125 mg/L 不同濃度梯度的PAC 和硫酸鋁開(kāi)展混凝實(shí)驗(yàn),針對(duì)廢水的pH 值、固體懸浮物(SS)及總磷(TP)等指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。
針對(duì)某工業(yè)園區(qū)生產(chǎn)污水進(jìn)行處理,水質(zhì)特征:pH值7~8,COD 40~50 mg/L,TP~0.6 mg/L,SS 150~200 mg/L。
該廢水屬于高濁度廢水,選用聚合氯化鋁(PAC)和硫酸鋁兩種常用的混凝劑,分別與PAM組合開(kāi)展處理此類廢水的磁混凝實(shí)驗(yàn),處理水量3000 m/d,兩種混凝藥劑實(shí)驗(yàn)濃度梯度分別為45 mg/L、85 mg/L 和125 mg/L,PAM加入量分別為5 mg/L,磁粉為FeO粉末,均過(guò)200目篩處理,加入量為5000 mg/L。
圖1 為兩組藥劑投加時(shí)溶液pH 值的變化,其中原水進(jìn)水pH 值為7.5,硫酸鋁投加時(shí),溶液pH 值有減小趨勢(shì),但是變化較小,PAC 加入時(shí),溶液pH 值則會(huì)顯著降低;與PAC 相比,不同濃度的硫酸鋁對(duì)溶液pH 值影響較小,pH 值均在6.5 左右;PAC 引起的溶液pH 值的降低呈線性趨勢(shì),加入量125 mg/L 時(shí)可使溶液的pH 值降至4.9。
圖1 不同混凝藥劑投加量下溶液pH 值的變化
圖2 為兩組藥劑投加時(shí)溶液SS 和TP 的變化。由圖可知,不同濃度的PAC 投加時(shí),溶液SS 和TP 的去除率均在50%左右,其中PAC 添加量為125 mg/L 時(shí)廢水的SS 和TP 去除率最高,分別達(dá)到58.7%和51.2%;與PAC相比,硫酸鋁可顯著提高廢水的SS 和TP 去除率,不同濃度的硫酸鋁去除SS 和TP 的效果順序?yàn)椋?5 mg/L>125 mg/L>45 mg/L;硫酸鋁添加量為85 mg/L 時(shí)溶液SS 和TP的去除率分別達(dá)到95.8%和83.2%。
圖2 不同濃度混凝劑對(duì)SS 和TP 的去除效果
前期實(shí)驗(yàn)表明,混凝實(shí)驗(yàn)對(duì)于本廢水COD 的去除效果較差,現(xiàn)以45 mg/L、85 mg/L 和125 mg/L 的硫酸鋁濃度梯度進(jìn)行測(cè)試,進(jìn)水COD 約為55 mg/L,混凝后其COD分別為46.26 mg/L、45.83 mg/L 和46.71 mg/L。
PAC 實(shí)驗(yàn)組中,45 mg/L、85 mg/L 和125 mg/L 濃度梯度投加量時(shí),同樣進(jìn)水水質(zhì)條件下,反應(yīng)后溶液COD 分別為48.33 mg/L、47.86 mg/L 及45.76 mg/L。
綜上可知,混凝實(shí)驗(yàn)對(duì)于此廢水中的COD 降解效果不佳,混凝過(guò)程主要可去除廢水中的膠體及懸浮類有機(jī)物,雖形成較多絮體,但其應(yīng)為無(wú)機(jī)成分,且絮體并未通過(guò)包裹、吸附等作用去除廢水COD,故此廢水中的COD應(yīng)為溶解性COD,后續(xù)如無(wú)生化過(guò)程,需考慮其他方式進(jìn)行降解達(dá)標(biāo)。
PAC 和硫酸鋁對(duì)此類廢水的SS 和TP 均有去除效果,硫酸鋁的去除效果要顯著優(yōu)于PAC,85 mg/L 硫酸鋁結(jié)合5 mg/L PAM 對(duì)廢水中的濁度和總磷的去除效果最好,分別能達(dá)到95%和83%以上。
綜合COD 的去除效果可知混凝實(shí)驗(yàn)對(duì)于此廢水中的COD 降解效果不佳,需考慮其他方式進(jìn)行降解達(dá)標(biāo)。