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聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵處理陰離子表面活性劑廢水的研究

    發(fā)布時(shí)間:2019年2月15日        【

[摘要]日化行業(yè)產(chǎn)生含高濃度陰離子表面活性劑的LAS廢水,若直接排放將會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。本文以聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)為混凝劑,以聚丙烯酰胺(PAM)為助凝劑,以氧化鈣(CaO)、氫氧化鈉為水樣pH調(diào)節(jié)劑,進(jìn)行混凝沉淀試驗(yàn),采用單因素試驗(yàn)確定混凝劑、助凝劑、pH調(diào)節(jié)劑的處理效果及較佳投藥量范圍。結(jié)果表明,此類廢水中CODCr、LAS、色度去除的關(guān)鍵影響因子為pH調(diào)節(jié)劑種類,其次為反應(yīng)pH,混凝劑及助凝劑種類和投加量影響較小;較佳pH調(diào)節(jié)劑為CaO,反應(yīng)pH控制在8.5~9.5,PAM投加量宜為5~10mg/L。經(jīng)混凝沉淀處理后,廢水中CODCr去除率可達(dá)75%以上,LAS、色度去除率均達(dá)85%以上,證明采用氧化鈣(CaO)化學(xué)混凝沉淀工藝處理LAS廢水是一種高效、便捷的方法。

日用化工品生產(chǎn)企業(yè)在日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中,排放出含有陰離子表面活性劑的LAS廢水,此類廢水成分復(fù)雜,除含有陰離子表面活性劑(十二烷基苯磺酸鈉)LAS和其乳化攜帶的膠體污染物外,還含有助劑、漂白劑和油類物質(zhì),水量小、濃度高。陰離子表面活性劑LAS廢水通常分為兩類,一類為弱堿性,pH為8~11,一類為弱酸性,pH為4~6;LAS濃度100~500mg/L,CODCr濃度2000~5000mg/L,色度200~400NTU。目前對(duì)于陰離子表面活性劑LAS廢水的處理,主要方法有:泡沫分離法、吸附法、混凝沉淀法、膜分離法、催化氧化法、生物法等,其中混凝沉淀法由于具有處理流程短、費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于此類廢水的預(yù)處理和深度處理。本文針對(duì)日用化工品生產(chǎn)企業(yè)排放的高濃度陰離子表面活性劑LAS廢水,開展化學(xué)混凝沉淀試驗(yàn)研究,以探索尋找高效、廉價(jià)的化學(xué)藥劑及較佳運(yùn)行條件。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1試驗(yàn)儀器與藥劑

儀器設(shè)備:pH計(jì)、722分光光度計(jì)、COD快速測(cè)定儀、JJ-4六聯(lián)數(shù)顯電動(dòng)攪拌器。

試驗(yàn)試劑:濃硫酸、CaO、NaOH、PAC、PFS、PAM。

1.2測(cè)試指標(biāo)及方法

表1 測(cè)試指標(biāo)及方法
測(cè)試指標(biāo) 水樣 測(cè)定方法/儀器
CODCr 原水、反應(yīng)上清液 MS-3 型COD 測(cè)定儀
LAS 原水、反應(yīng)上清液 亞甲基藍(lán)分光光度法
色度 原水、反應(yīng)上清液 稀釋倍數(shù)法
pH 原水、反應(yīng)上清液 pH 計(jì)

1.3試驗(yàn)水樣

試驗(yàn)水樣取自華南某日用化工洗滌生產(chǎn)企業(yè)磺化車間反應(yīng)裝置排放廢水,廢水中CODCr濃度約2100mg/L,LAS濃度約110mg/L,色度約350NTU,pH約為5.5。

1.4試驗(yàn)方法

取水樣原液500mL裝入500mL燒杯中,放入自動(dòng)攪拌裝置,通過pH儀控制,手動(dòng)投加pH調(diào)節(jié)劑(CaO/NaOH),待pH為8.0~10.0時(shí),停止加藥,繼續(xù)攪拌5分鐘,然后停止攪拌,靜止沉淀30分鐘,取上清液分析測(cè)試CODCr濃度、LAS濃度及色度。

2試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1pH調(diào)節(jié)劑選擇試驗(yàn)

pH調(diào)節(jié)劑選擇試驗(yàn)是投加單一pH調(diào)節(jié)劑(CaO/NaOH)至廢水中,即試驗(yàn)水樣分別單獨(dú)投加CaO、NaOH調(diào)節(jié)廢水的pH在8.0~10.0,進(jìn)行混凝沉淀,采取平行對(duì)比三次均值法,結(jié)果如表2所示。

表 2 pH 調(diào)節(jié)劑選擇試驗(yàn)結(jié)果
序號(hào) 名稱 pH CODCr/(mg·L-1) 色度/NTU LAS/(mg·L-1)
1 原水 5.50 2080.50 350.00 106.40
2 NaOH
CaO
8.10
8.30
624.03
544.13
80.00
50.00
25.50
17.70
3 NaOH
CaO
9.40
9.60
563.44
446.26
70.00
40.00
21.70
13.50

 

由表2可以看出,分別單獨(dú)投加CaO、NaOH進(jìn)行混凝沉淀,兩者均對(duì)廢水中污染物CODCr、LAS、色度有很好的去除效果。其中,投加CaO混凝沉淀后,CODCr去除率達(dá)74%~78%,LAS去除率達(dá)83%~87%,色度去除率達(dá)8%~89%;投加NaOH混凝沉淀后,CODCr去除率達(dá)70%~73%,LAS去除率達(dá)76%~80%,色度去除率達(dá)77%~80%。從表2也可看出,投加CaO比NaOH對(duì)廢水的污染物CODCr、LAS、色度去除效率更高,去除率平均增加5%。另外在不同的pH反應(yīng)條件,CaO、NaOH對(duì)污染物的去除也不同,但兩者均存在pH高值時(shí)比低值處理效果更好,其中投加CaO時(shí),反應(yīng)pH為9.6比反應(yīng)pH為8.3時(shí)的廢水CODCr、LAS、色度去除率分別增加約4%,而投加NaOH時(shí),反應(yīng)pH為9.4比反應(yīng)pH為8.1時(shí)的廢水CODCr、LAS、色度去除率分別增加約3%。從圖1中可得出投加CaO比NaOH對(duì)色度的去除效果更加明顯。

2.2混凝劑選擇試驗(yàn)

投加NaOH調(diào)節(jié)廢水pH至8.0、9.5,然后分別單獨(dú)投加100mg/L的PAC、PFS及3mg/L的PAM進(jìn)行混凝沉淀試驗(yàn),試驗(yàn)采取平行對(duì)比三次均值法,結(jié)果如下如表3。

表3 投加不同混凝劑PAC/PFS 試驗(yàn)結(jié)果
序號(hào) 名稱 pH CODCr/(mg·L-1) 色度/NTU LAS/(mg·L-1)
1 原水 5.50 2080.50 350.00 106.40
2 氫氧化鈉+PAC
氫氧化鈉+PFS
8.00
8.20
573.66
566.20
70.00
75.00 20.30
21.80
20.30
3 氫氧化鈉+PAC
氫氧化鈉+PFS
9.50
9.30
557.20
554.60
65.00
60.00
20.40
18.80

2.3反應(yīng)pH對(duì)比試驗(yàn)

廢水不投加pH調(diào)節(jié)劑,維持原水pH為5.5時(shí),分別單獨(dú)投加200mg/L的PAC、PFS及3mg/L的PAM進(jìn)行混凝沉淀試驗(yàn),試驗(yàn)采取平行對(duì)比三次均值法。試驗(yàn)結(jié)果顯示,不調(diào)節(jié)pH維持原水pH為5.5條件下,分別投加PAC、PFS,兩者均無明顯表觀反應(yīng),無沉淀物產(chǎn)生,水樣渾濁(見圖3),經(jīng)取樣分析測(cè)定,兩者對(duì)廢水中的污染物CODCr、LAS、色度均無明顯去除作用效果。

3小結(jié)

(1)對(duì)于日用化工品生產(chǎn)企業(yè)排放的陰離子表面活性劑LAS廢水,采用化學(xué)混凝沉淀工藝是一種高效、便捷的處理方法。

(2)廢水在酸性(pH小于5.5)條件下,分別投加PAC、PFS進(jìn)行混凝沉淀反應(yīng)時(shí),兩者均無明顯反應(yīng)無沉淀物產(chǎn)生,其對(duì)廢水中的污雜物CODCr、LAS、色度均無明顯去除效果。

(3)廢水分別單獨(dú)投加CaO、NaOH進(jìn)行調(diào)pH混凝沉淀時(shí),反應(yīng)過程劇烈并產(chǎn)生大量沉淀物,且對(duì)污染物去除效率高。投加CaO時(shí),廢水CODCr、LAS、色度的去除率分別為74%~78%、83%~87%、86%~89%;投加NaOH時(shí),廢水CODCr、LAS、色度的去除率分別為70%~73%、76%~80%、77%~80%。投加CaO比投加NaOH,對(duì)廢水CODCr、LAS、色度的去除率分別提高約5%。

(4)廢水采用NaOH調(diào)節(jié)pH至8.0~9.5,再分別投加PAC、PFS進(jìn)行混凝沉淀,兩者對(duì)廢水中三種污染物的去除率提升不明顯,分別約提高2%~3%,但相對(duì)于PAC,PFS對(duì)廢水中三種污染物的去除率要高1%。

(5)對(duì)于含高濃度陰離子表面活性劑LAS廢水,采用化學(xué)混凝沉淀處理時(shí),其反應(yīng)pH對(duì)廢水中CODCr、LAS、色度的去除較為關(guān)鍵,pH控制在8.5~9.5時(shí)為較佳反應(yīng)pH。同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果也可得出,投加CaO比NaOH處理效果更好,去除率更高,在工程應(yīng)用中CaO的來源廣且價(jià)格低,非常適合此類廢水處理。對(duì)于CaO投加用量,可將上述反應(yīng)的pH作為CaO乳液的自動(dòng)精準(zhǔn)投加控制參數(shù)。

源潤(rùn)產(chǎn)品

聚合硫酸鐵
液體聚合硫酸鐵
增強(qiáng)型聚合硫酸鐵
聚合硫酸鐵
污水除磷劑
固體聚合氯化鋁

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