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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100mgL,PAM投加量3mgL和废水叫值为pH值为5。5的条件下,进水(CODcr)为12000mgL,经混凝沉淀石英砂过滤后,出水产(CODcr)可降至750mgL。
  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30m3d,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1200020000mgL,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
  20Al2(SO4)318H2O(工业品);20聚合铝(PAC)(工业品);20聚合铁(工业品);0。5PAM(日产);23。4H2SO4;lmolLNaOH。
  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)318H2O,PAC,聚合铁。取一组500mL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150200rmin快速搅拌1min,再以5080rmin慢速搅拌15min,静置30min,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
  (mgL1)CODCr去除率外观
  Al2(SO4)35。06。010014082。084。2白色PAC5。06。010018066。576。3黄色聚合铁7。08。015020061。068。1褐色
  注:冲釜水的(COcr)17500mgL,PH5。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)318H2O作为混凝剂是可行的。
  2。2确定Al2(SO4)318H2O的最佳pH
  值取一组500mL的冲釜水水样,用23。4H2SO41molLNaOH调节其pH值依次为39,Al2(SO4)318H2O的投加量为100mgL,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
  3。0未出现4。0未出现5。02。0较清6。05。0较浑浊7。08。0浑浊8。0未出现9。0未出现
  注:冲釜水的(COcr)17500mgL,PH5。5。
  从表2可以看出,pH值在5。06。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)318H2O。
  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)318H2O投加量试验。
  取冲釜水、地沟剩余水各500mL水样,调节pH值为5。5,冲釜水和地沟剩余水投药量分别以80mgL和20mgL为起点,依次增加投药量为20mgL,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3Al2(SO4)18H2O投加量对冲釜水的试验结果
  序号投加量
  (mgL1)泥水分界时间min(CODcr)
  (mgL1)CODcr去除率
  806315782。01005316282。01204300482。91401272784。41602248085。91802243986。1
  注:冲釜水的(CODcr)17589mgL,pH5。5。
  表4Al2(SO4)318H2O投加量对地沟剩余水的试验结果
  序号投加量(mgL1)泥水分界时间min(CODcr)(mgL1)CODcr去除率
  20157。699。140317597。360638594。080未出现100未出现
  注:地沟余水的(CODcr)6480mgL,pH5。5。
  由表3、表4看,冲釜水投药范围140160mgL,而地沟剩余水投药范围3040mgL,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15m3d冲釜水(CODcr)为17000mgL,10m3d淋洗水(CODcr)为8000mgL、5m3d冷却水(CODcr)为3000mgL实际生产情况进行混合。取此混合废水500mL,投药量以80mgL为起点,依次增加投药量20mgL,搅拌方法与静置时间同混凝剂的选用试验。取上清液300mL,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5Al2(SO4)318H2O投加量对混合水样试验结果
  序号投加量
  (mgL1)泥水分界时间min(CODcr)
  (mgL1)CODcr去除率
  60未出现80未出现100584093。0120377093。65140273093。96160未出现
  注:混合水样的(CODcr)12000mgL,pH5。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)318H2O和PAM3mgL,静置3min,水样出现泥水分界面,静置30min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。1cm,砂柱高为50。0cm,柱的容积为48mL,按0。8mh滤速过滤。混合水样在(CODcr)12000mgL,pH值为5。5,Al2(SO4)318H2O投药量为100mgL,PAM投药量为3mgL的条件下,混凝沉淀后取上清液300mL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)
  (mgL1)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370mgL,m(BOD5):m(CODcr)为049。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)12000mgL,pH值为5。5,在混凝剂Al2(SO4)318H2O投加量为100mgL,絮凝剂PAM某些方面投加量为3mgL,pH值为56的条件下,PVC废水混凝沉淀出水(CODcr)1500mgL,砂滤出水p(CODcr)750mgL,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):2527。
  〔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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