热轧滤液池废水絮凝沉淀法处理优化

发布时间:2022-6-9 10:14:50

  邢台市某钢铁厂热轧废水经稀土磁盘分离处理后,对其中的热轧污泥进行磁力压榨时会产生一部分处理难度大、含有高浓度悬浮固体的废水。为此,本研究以该部分废水为原水,在混凝沉淀处理工艺的基础上,通过烧杯试验筛选出经济适用的絮凝剂,进而指导实际生产运行,使经絮凝沉淀处理的废水经过调节池后满足回用要求。研究取得了满意的试验指标,有效降低了生产成本,具有一定的经济效益和环境效益。

  1、试验材料及仪器

  (1)试验药品为:10%聚合氯化铝,3‰聚丙烯酰胺。

  (2)废水水质分析。

  该研究处理废水水样为热轧废水处理过程中产生的滤液池废水,具有SS高难处理的特点,其具体水质指标见表1。

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  3)试验仪器。

  浊度仪2100P,哈希DR5000型紫外分光光度计,J6-IA型六联搅拌器,pH值计。

  2、试验方法

  2.1 絮凝试验方法

  取500mL滤液池废水水样置于烧杯中,加入一定量絮凝剂,置于六联搅拌器上,在120r/min转速条件下搅拌1min;在40r/min转速条件下,慢速搅拌2min为一个搅拌周期,搅拌完成后静置30min,取上清液测定SS浓度和浊度。

  2.2 絮凝剂投加方案

  研究中主要采用的絮凝剂为PAM和PAC,且按投加步骤的不同将絮凝剂投加方案分为4种:

  ①方案1:加2mLPAC搅拌一个周期后,静置30min;

  ②方案2:加2mLPAM搅拌一个周期后,静置30min;

  ③方案3:加1mLPAM搅拌一个周期后,再加1mLPAC搅拌一个周期后静置30min,

  ④方案4:加1mLPAC搅拌一个周期后,再加1mLPAM搅拌一个周期后静置30min。

  通过对比试验以确定最佳的投加方案。

  3、结果与讨论

  3.1 絮凝剂投加方案对SS及浊度去除效果的影响

  分别取500mL废水置于烧杯中,按4种方案进行絮凝试验,比较4种投加方案的SS和浊度的去除效果。絮凝剂投加方案对SS、浊度去除效果的影响见图1。

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  由图1可见,第3种絮凝剂投加方案对SS和浊度的去除效果最佳,而且PAC和PAM的复配使用及不同的投加顺序对SS浓度及浊度的影响也比较大;这主要是因为PAC在水中发生水解,生成以Al13即Al13O4(OH)24(H2O)7+12为最佳絮凝形态的多核形态Alb等,通过静电中和、黏附架桥作用和絮体的网捕作用,使废水中的SS分离去除;PAM则是通过其具有较高的电荷密度和达到106数量级的高分子链,有很强的静电中和、黏附架桥作用,有利于对悬浮物的吸附与沉降,因此,其对浊度有较高的去除率;PAC在水溶态的单元分子量约为数百到数千,它的分子量和粒度大小及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多,而且PAC和SS絮凝后产生的絮体比较细小,在先投加PAC的情况下,再投加PAM时,PAC和SS形成的絮体会附着在PAM的活性点位上,在一定程度上影响PAM的絮凝效果,所以先投加PAM的情况会优于先投加PAC的情况;由此得出,方案3为絮凝剂的最佳投加方案。

  3.2 PAM投加量对SS及浊度去除效果的影响

  各取500mL废水置于5个烧杯中,再分别加入0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mLPAM絮凝剂,置于搅拌器上,搅拌处理一个周期后静置30min,然后对上清液的SS、浊度进行测定,其结果见图2。

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  由图2可见,当PAM的投药量为1.2mL/L时,絮凝效果最好;随着投药量增大(>1.2mL/L),PAM的絮凝效果不理想,SS和浊度的去除效果反而降低,其原因在于PAM依靠吸附架桥作用形成絮体,但当絮凝剂投加量过大时,PAM分子缠附在SS表面,造成有效吸附能力的活性点位减少,从而影响PAM的吸附架桥作用,进而导致絮凝过程受阻,SS及浊度的去除效果降低;因此,PAM的最佳投加量为1.2mL/L,此时上清液中残余的SS浓度为27mg/L,残余的浊度为15.3NTU。

  3.3 PAC投加量对SS及浊度去除效果的影响

  各取500mL废水置于5个烧杯中,先各加入0.6mLPAM絮凝剂,置于搅拌器上搅拌一个周期,再分别添加0.4、0.8、1.2、1.6、2.0mLPAC絮凝剂,再搅拌处理一个周期后静置30min,然后对上清液的SS、浊度进行测定,结果见图3。

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  由图3可见,当PAC的投加量为3.2mL/L时,上清液中残余的SS浓度及浊度基本趋于平衡,随着PAC投加量的增加,水质变化不大;而且随着PAC投加量的增加,处理成本增加,沉降速度变慢,而且容易对环境造成二次污染;因此从实际运行出发,选用3.2mL/L为PAC的最佳投加量。

  4、结论

  (1)PAC和PAM的复配使用以及不同的投加顺序对SS浓度及浊度的影响比较大,其中最佳的投加方案即为先投加PAM搅拌一个周期后再投加PAC。

  (2)通过PAM和PAC的最佳投加量确定试验可知,当先投加1.2mL/LPAM搅拌处理一个周期后,再投加3.2mL/LPAC搅拌一个周期,可以取得对SS及浊度良好的处理效果,此时废水上清液中的SS含量为15mg/L,浊度为7.56NTU。(来源:邢台市环境监控中心,河北省环境监测中心)

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