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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100mg/L,PAM投加量3mg/L和废水叫值为pH值为5.5的条件下,进水ρ(CODcr)为12000mg/L,经混凝沉淀+石英砂过滤后,出水产ρ(CODcr)可降至750mg/L。
关键词:聚氯乙烯混凝沉淀硫酸铝石英砂过滤废水处理
TestingonTreatmentofEmulsifiedWastewaterfromPVCProduction
byConventionalCoagulation-FiltrationMethod
ZHANGxiao-jun,LUYou-liang,JINQi-ting
(l.PolywaterEnvironmentalProtectionTechnologyIndustry(China)Co.,Ltd.Beijing102600,China;
2.SouthwestChinaUniversity,Chengdu610000,China;
3.InstituteofEnvironmentalandMunicipalEngineering,
Xi'anUniversityofBulldingScienceandTechnology,Xi'an710055,China)
夜上海论坛Abstract:PVC-emulsifiedwastewaterwastreatedbyacoagulation-filtrationprocess.Factorsthatinfluencethetreatmentefficiency,suchasthekindofflocculant,thepHvalueandthedoseofflocculant,werestudied.TheresultsshowthatwhentheconcentrationofthecoagulantAl2(SO4)3·18H2Ois100mg/L,heconcentrationofPAMis3mg/L,thepHvalueofthewastewateris5.5andtheinletwaterisOfρ(CODCr)12000mg/L,theρ(CODcr)oftheeffluentwatercanbereduceddownto750mg/Laftercoagulation-filtrationplusquartzsand-filtration.
夜上海论坛Keywords:PVC;coagulatorysettling;aluminumsulfate;quartzsand;filtration:wastewatertreatment
夜上海论坛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30m3/d,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ρ(CODcr)约为12000-20000mg/L,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
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/LNaOH。
2试验方法及结果分析
夜上海论坛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150-200r/min快速搅拌1min,再以50~80r/min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。
夜上海论坛由表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500mL的冲釜水水样,用23.4%H2SO41mol/LNaOH调节其pH值依次为3~9,Al2(SO4)3·18H2O的投加量为100mg/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。
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
夜上海论坛由于化工厂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。
夜上海论坛取冲釜水、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80mg/L和20mg/L为起点,依次增加投药量为20mg/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。
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30~40mg/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15m3/d冲釜水ρ(CODcr)为17000mg/L,10m3/d淋洗水ρ(CODcr)为8000mg/L、5m3/d冷却水ρ(CODcr)为3000mg/L实际生产情况进行混合。取此混合废水500mL,投药量以80mg/L为起点,依次增加投药量20mg/L,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。
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PAM3mg/L,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0.8m/h滤速过滤。混合水样在ρ(CODcr)=12000mg/L,pH值为5.5,Al2(SO4)3·18H2O投药量为100mg/L,PAM投药量为3mg/L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,
夜上海论坛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。
夜上海论坛经测定混合水样砂滤出水产(CODcr)为750m才L,p(BOD5)为370mg/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
夜上海论坛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)=12000mg/L,pH值为5.5,在混凝剂Al2(SO4)3·18H2O投加量为100mg/L,絮凝剂PAM某些方面投加量为3mg/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)=750mg/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。
参考文献:
夜上海论坛[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.
夜上海论坛[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):25-27.
[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.