|
3.4 沉降时间对CODCr、浊度去除率的影响
分别量取三份200mL水样于干净烧杯中，调节溶液pH值到8，再加入0.1g PAC絮凝剂，以150r/min的搅拌速度作用10min。第一个烧杯静置10min后,取上层清液，测CODCr、浊度等指标；第二个静置20min后，测各项指标；第三个静置30min后，测各项指标。以此考察沉降时间对CODCr、浊度去除率的影响。结果如表6所示。
表6 沉降时间对CODCr、浊度去除率的影响
沉降时间(min)
处理后水质
COD去除率(%)
浊度去除率(%)
CODCr (mg/L) 浊 度
10
123.3
66.6
70.35
84.73
20
113.8
56.1
72.63
87.14
30
115.1
57.5
72.30
86.81
由表可知，在最佳PAC加入量、pH值、搅拌强度、搅拌时间的情况下，随着沉降时间的增加，CODCr、浊度去除率都有所提高，幅度约为2%～3%。但10 min后即趋于平稳，CODCr、浊度去除率几乎达到恒定。可知，沉降时间对PAC絮凝效果的影响不大。确定最佳沉降时间为20min。
3.5 PAC、AS絮凝效果的对比实验
硫酸铝（AS）又称明矾，是给水处理中较为常用的一种絮凝剂。无水硫酸铝为无色结晶，易溶于水。含水硫酸铝可带有6、10、16、18、27个结晶分子，常温下十八水合物较为稳定，为无色粉状或粉末晶体。本实验采用白色粒状Al2(SO4)3•18H2O结晶体[3]。
3.5.1 AS最佳絮凝条件的确定及其与PAC絮凝效果的对比
按照PAC实验的步骤，进行同样的实验。我们得出AS的最佳加入量为1500 mg/L,最佳絮凝pH值为8。在此最佳絮凝效果的情况下，AS对印染废水的处理效果达到：CODCr去除率达68.74%，浊度去除率达81.32%。与PAC絮凝效果进行对比，得表7。
表7 PAC、AS最佳絮凝条件及絮凝效果的对比
絮凝剂
| 加入量
(mg./L)
| 处理后水质
| COD去除率(%)
| 浊度去除率(%)
| CODCr (mg/L) 浊 度
| PAC
| 500
| 113.8
| 56.1
| 72.63
| 87.14
| AS
| 1500
| 129.9
| 81.5
| 68.74
| 81.32
|
通过对比，我们可以看出，当AS的加入量为PAC加入量的三倍左右时，才可能达到与PAC相当的絮凝效果，即CODCr去除率达70%，浊度去除率达80%以上。
而且,在实验过程中,我们发现它们所形成的絮体也有所不同：加入PAC后,形成絮体的速度快,絮体大而严实；加入AS后，形成絮体的速度慢，絮体不大，而且较为蓬松，过量投加后易使胶体产生再稳定现象，絮凝效果明显下降。
3.5.2 相同试验条件下PAC、AS絮凝效果的对比
分别取两份200mL水样于干净的烧杯中，各加入0.1g PAC、AS絮凝剂，以150r/min的搅拌速度作用10min,静置沉降20min，取上层清液，测定CODCr、浊度，计算去除率。结果如表8所示。
表8 同等条件下PAC、AS絮凝效果的对比
絮凝剂
处理后水质
COD去除率(%)
浊度去除率(%)
CODCr (mg/L) 浊 度
PAC
113.8
56.1
72.63
87.14
AS
206.4
148.7
50.34
65.91
通过对比实验，我们可以看出，当加入量相同且为PAC最佳加入量时，AS难以达到与PAC相同的絮凝效果，对CODCr的去除率只有PAC的70%左右，浊度去除率也不高。
根据Amirtharajah的理论，硫酸铝对水中胶体颗粒物的絮凝过程分为吸附脱稳、沉淀型絮凝、吸附沉淀混合区和再稳定区等四个区域。当投加量较少时，铝盐的带正电的水解产物吸附在带负电的胶体表面，部分或全部中和胶体颗粒表面电荷，使胶体脱稳并相互碰撞粘结生长为大颗粒的絮凝过程。当投加量较多时，铝盐的各种水解产物包裹在水中胶体颗粒物表面，并通过这些水解物种连接胶体颗粒物形成较大的絮体，在絮体的沉降过程中卷扫水中其他胶体颗粒物后共同沉淀，即沉淀型絮凝[3]。
本文认为，当AS加入量为500mg/L时，AS的絮凝作用主要以吸附脱稳为主，使大部分胶体得到脱稳。脱稳后的胶体由于相互碰撞而得到聚合、絮凝。这也是AS加入量只有PAC加入量的三分之一，而能达到一定絮凝效果的原因。
3.6 PAC对不同废水絮凝效果的对比
参照同组成员的实验结果，对比PAC对不同废水的絮凝效果，得表9。
表9 PAC对生活污水、造纸废水、印染废水絮凝效果的对比
| 水 样 | 处理前水质
| 处理后水质
| CODCr 去 除 率 （%）
| 浊 度
去除率（%）
| pH
| CODCr
(mg/L)
| 浊 度
| CODCr
(mg/L)
| 浊 度
| | 生活废水 | 8.73
| 198.5
| 262.5
| 20.5
| 16.4
| 89.67
| 93.74
| | 造纸废水 | 7.58
| 1083.3
| 312.2
| 235.5
| 130.8
| 78.26
| 58.11
| | 印染废水 | 7.86
| 415.7
| 436.2
| 113.8
| 56.1
| 72.63
| 87.14
|
通过对比，我们可以看出，PAC对原水的处理效果较好。其中，CODCr去除率较高，都达到了70%以上；对于浊度的处理也有一定的效果，对生活污水、印染废水的去除率均达到85%以上。这可以从水样的性质中得到解释。生活污水、印染废水的CODCr、浊度主要来自于水体中有色悬浮物的贡献。当加入PAC后，对废水中的悬浮物起到了很好的絮凝、沉降、去除作用，从而使得废水的CODCr、浊度得到大幅度的降低，也就反映出较好的絮凝效果、较高的去除率。
由于造纸废水的处理难度较大，而且含有大量的化学药品及其它杂质，如碱法制浆产生的废水pH值很高，形成的CODCr主要附和的碱木素量大，悬浮物的含量高，可生化性差，导致PAC对造纸废水的絮凝效果不够理想，CODCr去除率为78.26%，浊度去除率只达到60%左右，需进一步处理。
3.7 PAC、PFC、PAFS、PAFC絮凝效果的对比
分别量取三份200mL印染水样于干净烧杯中，调节溶液pH值到8，分别加入0.1g PAC、PFS、PAFS絮凝剂，以 150r/min转速搅拌10min，静置沉降20min,取上层清液，测定CODCr、浊度。所得结果如表10所示。
表10 PAC、PFC、PAFS、PAFC对印染废水絮凝效果的对比
絮凝剂
处理后水质
COD去除率(%)
浊度去除率(%)
CODCr (mg/L) 浊 度
PAC
113.8
56.1
72.63
87.14
PFC
122.5
68.6
70.52
84.27
PAFS
52.3
29.8
87.43
93.16
PAFC
70.4
40.7
83.06
90.68
通过对比实验，我们可以看出，单一型铝、铁高分子絮凝剂在对印染废水的处理效果相当，具体表现在对CODCr、浊度的去除率相差无几。而复合型絮凝剂则表现出了更为良好的絮凝效果，CODCr、浊度的去除率分别达到了80%、90%以上，出水达到了国家一级排放标准。
本文认为PAFS、PAFC复合型絮凝剂比单一型铝、铁高分子絮凝剂更优良的净水效果原因有：聚电解质所含有异性电荷粒子的种类少，水溶液中不易形成离子对；有高度水解-聚合，接近沉淀态而不沉淀的羟基聚离子；异核金属离子交错排列形成的分子链更稳定，长链能同时包裹，吸引许多溶胶粒子、即桥长、单元多、絮凝体大而稳定，在架桥絮凝的同时发生了卷扫絮凝作用[11]。
4 结语
(1) 以PAC为絮凝剂，对水样处理进行了工艺参数优化试验，得出了实验最佳工艺条件：PAC最佳投加质量浓度为500mg/L，絮凝pH值为8，絮凝搅拌强度和作用时间分别为150r/min和10min，沉降时间为20min。通过混凝法的处理，使出水CODCr从415.7mg/L降至113.8mg/L，去除率达73%；浊度从436.2 NTU降至56.1 NTU，去除率达87%,达到国家二级排放标准。
(2) 通过试验，我们发现，PAC的加入量是其絮凝效果的决定因素，而其良好的适应pH变化的性能也使得pH值对絮凝效果的影响不大。搅拌强度、搅拌时间对PAC的絮凝效果有较小的影响。沉降时间对其絮凝效果的影响也不大。
(3) 通过PAC与AS絮凝实验的对比，聚铝PAC絮凝剂的性能要明显优于单分子铝AS。
(4) 通过PAC絮凝剂对不同废水、不同絮凝剂对印染废水的横、纵向的对比，本文进一步探讨了聚铝在对低浊原水处理能力强、适应pH变化能力强等方面的优势。同时，也研究了它与复合型絮凝剂相比所不足的方面，即起作用的金属离子成分单一，不够多元化。
（5）本实验不但对解决××市兰箭印染厂废水处理和工程设计提供了一条可行的途径，而且对于类似印染废水的治理具有借鉴和参考价值。 | 
发表于 2007-1-22 15:26:03
QQ好友和群
QQ空间
腾讯微博
腾讯朋友
收藏
转播
分享
淘帖
支持
反对
楼主
发表于 2007-10-31 22:18:22
