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常规混凝过滤法处理PVC乳化废水的研究论文

论文 时间:2019-10-26 我要投稿

常规混凝过滤法处理PVC乳化废水的研究论文

  摘要:采用混凝过滤工艺对PVC乳化废水进行了预处理试验,研究了混凝剂种类、pH值、混凝剂投加量及絮凝剂投加量对处理效率的影响。试验结果表明:混凝剂Al2(SO4)3?18H2O对投量 100 mg/L,PAM投加量3mg/L和废水叫值为pH值为5.5的条件下,进水(CODcr)为12000 mg/L,经混凝沉淀+石英砂过滤后,出水产(CODcr)可降至750 mg/L。

常规混凝过滤法处理PVC乳化废水的研究论文

  关键词:聚氯乙烯 混凝沉淀 硫酸铝 石英砂 过滤 废水处理

  某化工厂乳液聚合车间采用乳液聚合工艺生产聚氯乙烯(PVC),生产过程中产生了含大量PVC的有机废水。该废水由三部分组成:冲釜水、淋洗水和冷却水,而冲釜水是该废水的主要来源。PVC废水排放总量30 m3/d,含有聚氯乙烯、乳化剂、引泼剂、尿素等多种有机物,主要的污染物是聚氯乙烯、乳化剂(十二烷基硫酸钠)[1]。PVC废水呈乳白色,表面有大量泡沫,没有明显的颗粒状物质,其(CODcr)约为12000-20000 mg/L,pH值为5.5左右。

  根据我们进行的探索性试验和该厂的经济情况,我们采用“混凝沉淀法+砂过滤”的试验方案,对PVC有机废水的预处理进行研究。

  l 试验设备和药剂

  1.1 试验设备

  DBJ621智能定时变速六联搅拌器,石英砂过滤柱。

  1.2 试验药剂

  20%Al2(SO4)3·18H2O(工业品);20%聚合铝(PAC)(工业品);20%聚合铁(工业品);0.5%PAM(日产);23.4%H2SO4;lmol/L NaOH。

  2 试验方法及结果分析

  2.1 混凝剂的选用

  混凝沉淀试验选择 3 种混凝剂:Al2(SO4)3·18H2O,PAC,聚合铁。取一组 500 mL的冲釜水水样,依据混凝剂的pH值投药范围[2],调节水样 pH值,投加一定量的混凝剂先以 150-200r/min快速搅拌 1 min,再以 50~80 r/min慢速搅拌15 min,静置 30 min,取试样上清液,检测其CODcr,比较CODcr的去除率[3],确定混凝沉淀所使用的药剂。试验结果见表1。

  表1 不同混凝剂的试验结果

  混凝剂pH值投加量/

  (mg·L-1) CODCr去除率/%外观

  Al2(SO4)35.0-6.0100-14082.0-84.2白色PAC5.0-6.0100-18066.5-76.3黄色聚合铁7.0-8.0150-20061.0-68.1褐色

  注:冲釜水的(COcr)=17500 mg/L,PH=5.5。

  由表1可以看出:3种药剂的投加量依次增加,去除率却逐次下降。加入PAC与聚合铁后,沉降物染上杂色,这将不利于厂方对PVC的回收利用,因而选择Al2(SO4)3·18H2O作为混凝剂是可行的。

  2.2 确定Al2(SO4)3·18H2O的最佳pH

  值取一组 500 mL的冲釜水水样,用 23.4%H2SO4 1 mol/L NaOH 调节其 pH 值依次为 3~9,Al2(SO4)3·18H2O的投加量为 100 mg/L,搅拌方法与静置时间同混凝剂的选用试验。记录各水样中出现清晰泥水界面的时间,确定混凝反应的pH值范围。试验结果见表2。

  表2 不同pH值条件下混凝试验结果

  序号pH值泥水分界时间/min上清液外观

  13.0未出现24.0未出现35.02.0较清46.05.0较浑浊57.08.0浑浊68.0未出现79.0未出现

  注:冲釜水的(COcr)=17 500 mg/L,PH=5.5。

  从表2可以看出,pH值在5.0~6.0范围内,反应时间最短,混凝效果较好。冲釜水的pH值为5.5,因而可不调节废水的pH值,直接投加Al2(SO4)3·18H2O。

  2.3 投药量范围的确定

  由于化工厂PVC废水没有调节池,且水质不稳定,因而给取得代表性水样带来不便。针对此种情况,本次试验分别对冲釜初始出水(浓液)。地沟剩余水进行Al2(SO4)3·18H2O投加量试验。

  取冲釜水、地沟剩余水各 500 mL 水样,调节pH值为5.5,冲釜水和地沟剩余水投药量分别以80 mg/L和20 mg/L为起点,依次增加投药量为 20 mg/L,搅拌方法与静置时间同混凝剂的选用试验。取检测上清液CODcr值[3],确定优化的投药量范围。试验结果见表3、表4。

  表3 Al2(SO4)·18H2O 投加量对冲釜水的`试验结果

  序号投加量/

  (mg·L-1) 泥水分界时间/min(CODcr)/

  (mg·L-1) CODcr去除率/%

  1806315782.021005316282.031204300482.941401272784.451602248085.961802243986.1

  注:冲釜水的(CODcr)=17589mg/L,pH=5.5。

  表4Al2(SO4)3·18H2O投加量对地沟剩余水的试验结果

  序号投加量/(mg·L-1)泥水分界时间/min(CODcr)/(mg·L-1)CODcr去除率/%

  120157.699.1240317597.3360638594.0480未出现5100未出现

  注:地沟余水的(CODcr)=6 480 mg/L,pH=5.5。

  由表3、表4看,冲釜水投药范围140-160mg/L,而地沟剩余水投药范围 30~40 mg/L,两者投药量的差别相当大。考虑到投药量是该厂废水站运行成本的关键,必须取得代表性的混合水样,确定最佳投药量。

  混合水样采用现场间断取样,按15 m3/d冲釜水(CODcr)为 17000 mg/L,10 m3/d淋洗水(CODcr)为 8000 mg/L、5 m3/d冷却水(CODcr)为 3000 mg/L实际生产情况进行混合。取此混合废水 500 mL,投药量以 80 mg/L为起点,依次增加投药量 20 mg/L,搅拌方法与静置时间同混凝剂的选用试验。取上清液 300 mL,经石英砂过滤柱过滤后,检测过滤液的CODcr值,分析混合水样 CODcr的去除率,确定混凝剂的投药范围。试验结果见表5。

  表5 Al2(SO4)3·18H2O投加量对混合水样试验结果

  序号投加量/

  (mg·L-1) 泥水分界时间/min(CODcr)/

  (mg·L-1) CODcr去除率/%

  160未出现280未出现3100584093.04120377093.65140273093.96160未出现

  注:混合水样的(CODcr)=12000 mg/L,pH=5.5。

  混凝剂与絮凝剂的联合使用,解决了仅加混凝,剂污泥稳定性较差,产生絮体不易沉降的现象。投加Al2(SO4)3·18H2O和 PAM 3 mg/L,静置 3 min,水样出现泥水分界面,静置 30 min泥水比为1:7,形成的絮体粗大、沉降速度快、效率高,产生的污泥量少,后处理容易。

  2.4 上清液经石英砂过滤的结果分析

  本次试验的后处理为石英砂过滤,所用砂滤柱直径对直径为1.1 cm,砂柱高为 50.0 cm, 柱的容积为48mL,按0.8m/h滤速过滤。混合水样在(CODcr)=12000 mg/L,pH值为5.5,Al2(SO4)3·18H2O投药量为 100 mg/L,PAM投药量为3mg/L的条件下,混凝沉淀后取上清液 300 mL.检测其CODcr值,再经石英砂柱过滤后,检测过滤液CODcr值,两者进行比较,结果见表6。

  表6 混凝沉淀上清液与砂滤出水的结果比较

  样品出水外观(CODcr)/

  (mg·L-1)总CODcr去除率/%

  混凝沉淀上清液较清,不透明150087.5砂滤出水清,透明75093.7

  从表 6 看出,经过砂滤的出水效果较好,CODcr值有明显下降,考虑到砂滤工艺操作简单、成本较低、反洗容易,因而在混凝沉淀处理后,可以加上砂滤作为预处理的后处理单元。

  经测定混合水样砂滤出水产(CODcr)为750m才L,p(BOD5)为370 mg/L,m(BOD5):m(CODcr)为0.49。因而砂滤后出水可采用好氧生物处理。

  3 结论

  PVC废水有机物含量高,成分复杂,属于比较难处理的工业废水。本试验结果表明:原PVC废水 (CODcr)=12000 mg/L,pH值为5.5,在混凝剂 Al2(SO4)3·18H2O投加量为 100 mg/L,絮凝剂 PAM 某些方面投加量为3 mg/L,pH值为5-6的条件下,PVC废水混凝沉淀出水(CODcr)=1500mg/L,砂滤出水p(CODcr)=750 mg/L,m(BOD5)/m(CODcr)值可达 0.49,总CODcr去除率可保持在85%以上。采用“常规混凝沉淀+砂过滤”预处理单元可大大降低PVC废水的有机物含量,为废水的生化或活性炭后续处理单元创造了良好的条件。

  参考文献:

  [l]么恩琳. 氯碱行业环保“三废”治理现状[R]. 天津:中国氯碱工业协会,1999.

  [2]戴之荷,方晞,聂建校,等. 黄河高浊度水混凝沉淀试验的研究[J].给水排水,2000,26(6):25-27.

  [3]许保玖.当代给水与废水处理原理[M].北京:高等教育出版社,1991.

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