常规混凝过滤法处理PVC乳化废水的研究

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　　 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)3	5.0-6.0	100-140	82.0-84.2	白色
PAC	5.0-6.0	100-180	66.5-76.3	黄色
聚合铁	7.0-8.0	150-200	61.0-68.1	褐色
注：冲釜水的ρ（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
１	3.0	未出现
２	4.0	未出现
３	5.0	2.0	较清
４	6.0	5.0	较浑浊
５	7.0	8.0	浑浊
６	8.0	未出现
７	9.0	未出现
注：冲釜水的ρ（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	ρ（CODcr）／ （mg·L-1）	CODcr去除率／%
１	80	6	3157	82.0
２	100	5	3162	82.0
３	120	4	3004	82.9
４	140	1	2727	84.4
５	160	2	2480	85.9
６	180	2	2439	86.1
注：冲釜水的ρ（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	ρ(CODcr)／(mg·L-1)	CODcr去除率／%
１	20	1	57.6	99.1
２	40	3	175	97.3
３	60	6	385	94.0
４	80	未出现
５	100	未出现
注：地沟余水的ρ（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ρ（CODcr）为 17000 mg／L，10 m3／d淋洗水ρ（CODcr）为 8000 mg／L、5 m3／d冷却水ρ（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	ρ（CODcr）／ （mg·L-1）	CODcr去除率／%
１	60	未出现
２	80	未出现
３	100	5	840	93.0
４	120	3	770	93.6
5	140	2	730	93.9
6	160	未出现
注：混合水样的ρ（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ρ（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	ρ（CODcr）／ （mg·L-1）	总CODcr去除率／%
混凝沉淀上清液	较清，不透明	1500	87.5
砂滤出水	清，透明	750	93.7

　　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 ρ（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ρ（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。