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聚合氯化铝对污水处理的研究
时间: 2018-09-06 17:44:22   作者:汤云木  来源: 皓凯公司  点击次数:

近年来,随着全球工业化的发展及大量工业污水排放,人类赖以生存的水资源环境日益恶化,饮用水源污染现象频发,因此,工业污染水处理技术是水处理领域的一个重要课题。水处理的方法有多种,而絮凝法是一种简便、高效、投资省的水处理技术,各类安全、絮凝性能优良的化学絮凝剂已广泛应用于饮用水处理、工业废水处理领域。聚合氯化铝(PAC)是一种优良的高分子絮凝剂,与传统的铝盐类和铁盐类混凝剂相比,其具有混凝性能好、絮体大、用量少、效率高、沉淀快、适用范围广等优点。

1导言

聚合氯化铝是一种净水材料,无机高分子混凝剂,又被简称为聚铝,英文缩写为PAC,由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。在形态上又可以分为固体和液体两种。固体按颜色不同又分为棕褐色、米黄色、金黄色和白色,液体可以呈现为无色透明、微黄色、浅黄色至黄褐色。水处理中,絮凝是一种重要而被广泛采用的工艺方法。它是通过化学机理把胶体物质和小的悬浮粒聚集成大的集合体,以提高这些集合体对水体中各种杂质的吸收,从而有利于后面的污水处理。

2聚合氯化铝使用方法

2.1聚合氯化铝概况

PAC聚合氯化铝由于喷雾干燥稳定性好,适应水域宽,水解速度快,吸附能力强,形成矾花大,质密沉淀快,出水浊度低,脱水性能好等优点,在同样水质的情况下,喷雾干燥聚合氯化铝投加量减少,尤其在水质不好的情况下,喷雾干燥产品投量与滚筒干燥聚氯化铝相比,可减少一半,不仅减轻了工人的劳动强度,而更重要的是减少用户的制水成本。除此之外,用喷雾干燥产品可保证安全性,减少水事故,对居民饮用水非常安全可靠。聚合氯化铝,简称高效聚氯化铝,或高效PAC。采用目前最为先进的生产工艺,使用高效度的优质原料反应聚合而成。生产按照国标GB15892-2009要求执行。聚氯化铝是通过喷雾干燥工艺加工而成.因此也可叫高效级喷雾干燥聚合氯化铝。

2.2聚合氯化铝使用方法

将固体产品按13加水溶解为液体后,再加10-30倍清水稀释成所需浓度后使用。投加的最佳PH值为3.5-5.0,选择最佳PH值投加,可以发挥混凝的最大效益。用量可根据原水的不同浑浊度,测定最佳投药量,一般原水浊度在100-500mg/L时,每千吨投加量为10-20kg。原水浊度高时,投药量适当增加,浊度低时,投药量可以适当减少。

2.2.1在低浊度水中,将固体的聚合氯化铝产品按照13比例(重量比)加自来水稀释,并且搅拌至完全溶解
    2.2.2
在生活、生产用污水中,参照每吨污水先投加30g左右的聚合氯化铝产品。然后投加稀释之后的聚丙烯酰胺产品,(如果效果不明显,请酌情减少或增加产品投加量。

2.2.3在造纸厂污水处理中,采用低浊度水的投放比例配置,如效果不明显可在酌量添加。

2.2.4原水浊度在100-500mg/L时,投加量为5-10mg即每千吨水投量为5-10kg,用前最好根据水质特性进行小试,选出最佳值,然后投用。

常用污水投放比例:

   应用领域              单位:公斤/千吨水           应用领域            单位:公斤/千吨水

   生活用水                  2.525                  工业用水                   2.525

   城市污水                  1550                   电镀废水                   20100

   冶金废水                  20150                  造纸废水                   50300

   印染废水                  100300                 漂染废水                   100300

       造漆废水                  100300                 制革废水                   100300

       食品废水                   50100                 化工废水                    50100

       乳化废水                   50200                 洗煤废水                    30100

 3实验原料

3.1实验药剂

聚合氯化铝PAC:浓度10(Al2O3)。由于每升水的投加药剂量太小,因此PAC原液经稀释10倍,再按理论计算投加率投加,以减小投药量误差。聚丙烯酰胺(PAM),实测密度为1.269g/mL,分子水解度25%。其主要作用是加强污水中絮团沉降。

3.2实验方法

4200ml污水样于500ml烧杯中,先将PH值调节至8.0,在依次加入0.10g0.20g0.30g0.40g聚合氯化铝,用78-1磁力加热搅拌器搅拌,时间设定3阶段,第一阶段60/分钟,静止5分钟;第二阶段40/分钟,静止5分钟;第三阶段20/分钟,每阶段旋转时间为2分钟。静置沉降20分钟后取上清液用分光光度计测定吸光度值并计算出相应的浊度、色度、总磷及COD值和它们对应的去除率,以此计算出最佳的投剂量。

通过实验可以看出,当PAC投加量小时,COD去除率没有显著变化,当投剂量增加到0.20g的时候COD去除率开始下降,当PAC投剂量增加到0.30g的时候形成矾花越来越小,沉降速度越来越慢,当PAC投剂量增加到0.40g的时候,COD去除率有所波动,浊度有所增加,通过实验对比得道试验中最佳投剂量为0.20g/200ml

4实验结果

4.1PAC不同投药率的除磷效果

PAC在初沉进水中的除磷效果根据实验得出,随着PAC投药率的增加,磷的去除率相应增加,投药率11.2mg/L时,总磷的去除率达到85%,同时总磷浓度低于0.5mg/L。通过试验,我们发现水中PAC的除磷效果很显著,从除磷现象看,PAC的投入能很快的形成混凝絮团,PAC的加入量是其絮凝效果的决定因素。这在大规模污水处理上显得特别重要。

PAC投入到污水中后,水解形成多核阳离子,作用过程中能和含磷的离子结合,形成结构复杂的大分子物质,降低它的水溶性,最后被混凝沉降下来,同时沉降下来的絮体有很强的吸附能力,可以通过絮体的吸附作用吸磷从而来降低污水中磷的浓度。

4.2不同时段PAC的除磷效果

不同时段PAC的除磷效果的据实验得出,由于不同时段的原水水质的不同,会对除磷效果产生一定的影响。但是总体看采用PAC进行处理,除磷效果稳定,说明PAC对原水水质适应性强。总磷符合小于0.5mg/L的国家一级污水处理排放标准。

4.3不同水质中PAC对色度、浊度的影响

由于初沉进水没有生化处理,污水中色度和浊度的指标过高,加入PAC后明显改善,色度从190降到120,浊度从99降到52,并且二者都随PAC投药率继续加大线性地降低。而预先经过生化处理的A/O水由于其本身色度和浊度就已经较低,开始加入PAC后色度从31降到23,浊度从6降到5PAC继续加入二者的变化幅度很小。

4.4PAC对固体悬浮物的影响

从污水处理的生产运行上看,出水水质中磷的含量与出水SS有着密切的关系,如果要使出水中磷的含量小于1.0mg/L,那么就要使出水的SS保持在20mg/L以下。通过实验,可以看出PAC对初沉进水中固体悬浮物的去除效果。投入PAC后,SS的去除率明显下降,SS浓度同时也下降。这是由于PAC相对链较长在中和粒子表面电荷的同时能使粒子结合得更牢固,形成更加稳定的絮凝体,从而提高SS的去除率。在PAC投药率为11.18mg/L时,SS的去除率可以达到85%PAC混凝絮体形成团,沉降速度高,因而反应沉淀时间可缩短,在相应条件下可提高处理能力1.5~3.0倍;此外,PAC能够明显改善沉降过滤及污泥脱水性能,絮体颗粒大而紧密。

5结果探讨

通过PAC絮凝剂对污水中各参数指标的横、纵向的对比,使我们更了解PAC对原水处理能力强、除磷稳定等方面的优势。3.1不论对于初沉进水还是A/O水,PACTP去除率都显著,并且TP去除率随药剂投药量增加而提高。PAC的有效含量较高(通常以Al2O3计),在实际使用中投加量少,从而节约了成本。3.2PAC的除磷稳定好。从单次除磷看,初沉进水和A/O水这两种不同水质的污水使用PAC除磷后,体系中的pH改变量较小。由于混凝剂的除磷效果与体系pH有关,因此在除磷过程中pH的稳定使PAC的除磷效果也稳定。另外长期来看,在原水水质的正常波动下,PAC的除磷后污水中TP浓度的波动性更小。3.3对经过生化处理曝气的A/O水继续使用PAC进行化学除磷作为对生化除磷的辅助处理,在比如色度、浊度、固体悬浮物等其他水质指标优化的同时达到很好的除磷效果,总磷浓度在0.5mg/L以下,已经达到国家一级污水处理排放标准。

6结论

综上所述,随着生活水平不断提高,水体富营养化被广泛的关注,而引起富营养化的主要元素是氮、磷。由于人们生产生活中大量的使用了农药、化肥及含磷洗涤剂,不达标工业废水的排放等,造成河流湖泊等水体中的氮、磷含量增加,水质恶化,严重危害到了人类的健康。因此,高效的污水处理技术对水质尤为重要。

 
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