摘要:通过混凝实验探讨了用ＰＡＣ处理再生废水的{zj0}混凝条件。在此基础上,选用ＰＡＭ为助凝剂,通过正交实验,获得了较佳的水平条件:先加ＰＡＭ,质量浓度为3ｍｇ/Ｌ,后加ＰＡＣ,质量浓度为0.2ｇ/Ｌ,9ｍｉｎ;处理后的出水经粉煤灰,ρ(ＣＯＤ)可降至37.383ｍｇ/Ｌ,ρ(ＢＯＤ)为20.7ｍｇ/Ｌ,浊度为0,ｐＨ为11.12,在空气中放置24ｈ后ｐＨ变为8.02。

关键词:再生废水;{zj0}混凝条件;正交实验;粉煤灰;
据1997年环保统计公报,工业排放废水27.46亿ｔ,占全国工业总排放量的11%,排放废水中的化学耗氧量407万ｔ,约占全国工业总排放量的47%。另一方面,废纸作为一种资源再循环利用,不但可降低环境污染,还可作为一种纸浆的来源。利用废纸纸浆具有投资少、节省能源、降低化学药品消耗和节约原料的优点。我国目前不但利用国内废纸,还利用国外废纸。到1998年底废纸回收率已达27.8%,利用率达到40%,预计2010年将达45%,废纸作为工业的纤维原料显得日益重要。废纸的脱墨洗涤废水与原浆的中段废水相似,若不加治理,对环境的危害极大。目前处理再生废水的方法主要有生化法和物化法。生化法虽然运行成本低,但不易操作管理。而物化法中的混凝沉淀法具有过程简单、操作方便、效益高、投资少等优点。本文采用混凝沉淀法处理废水时,力求降低药剂成本,并用粉煤灰作进一步处理,使之达标排放。

1实验材料与方法

1.1实验材料与仪器
再生厂将废纸蒸煮脱墨、洗涤、漂白后抄纸,所排放的废水中有机质质量浓度高,碱度大,浊度大。针对废水特性,选取ρ(ＣＯＤ)、ρ(ＢＯＤ)、ｐＨ值及浊度作为控制指标。实验用水取自长春市某再生厂抄纸前整个流程排放的废水,对其水质进行分析,所得结果见表1。

所用药剂聚合氯化铝(ＰＡＣ)、聚丙烯酰胺(ＰＡＭ)等均为工业品。所用仪器为ｐＨＳ2型酸度计测ｐＨ值、ＷＧＺ200数字浊度仪测浊度(申光)、ＳＣ656六联机、ＨＩ9143型防水溶解氧仪(ＨＡＮＮＡＩＮＳＴＲＵ ＭＥＮＴ)。
1.2实验方法
1.2.1水样分析方法重铬酸钾法测ρ(ＣＯＤ),5日培养法测ρ(ＢＯＤ)[1]。
1.2.2条件实验实验首先探寻处理再生废水的{zj0}混凝条件,在此基础上通过正交实验获得较经济的投药量及较佳的水平条件,并将在此条件下的出水经粉煤灰,使其达到一级排放标准。实验过程温度为14.5～18.5℃。影响混凝效果的因素比较复杂,其中投药量、ｐＨ值均能影响混凝效果,而且投药量还与处理的经济性直接相关,因此在实验中主要讨论{zj0}投药量和{zj0}ｐＨ值两个条件。混凝操作过程按文献[2]进行。混凝后静沉15ｍｉｎ,取上清液测定ｐＨ、浊度、ρ(ＣＯＤ)。常用的混凝剂有多种,通过实验对比了ＰＡＣ、硫酸铝、氯化铁等几种药品的混凝效果,发现采用ＰＡＣ用药量小、矾花大、沉降快,{zh1}选择ＰＡＣ作为本实验所用的混凝剂;再通过从0～7ｇ/Ｌ的多次实验确定了{zj0}投药范围为0.92～1.32ｇ/Ｌ,然后在此范围插值确定{zj0}投药量。实验结果见图1和图2。水的ｐＨ值直接影响到ＰＡＣ中Ａｌ3+的水解聚合,从而致使ＰＡＣ的ζ电位发生变化,正是由于ζ电位的变化导致了ＰＡＣ在不同ｐＨ值时的混凝效果的差别,ζ电位越高对带负电荷的污染质的胶体去除能力也越大。因此在确定了{zj0}投药量的基础上,开展了不同ｐＨ值条件下的混凝实验。实验结果绘制成上清液ｐＨ值、剩余ρ(ＣＯＤ)、剩余浊度三者与水样ｐＨ值之间的关系曲线,如图3～5所示。正交实验Ｌ9(34)包含4因素,每因素分三水平。具体如下:(1)投药顺序分为先加ＰＡＣ、后加ＰＡＭ;ＰＡＣ、ＰＡＭ同时投加;先加ＰＡＭ、后加ＰＡＣ。(2)投加ＰＡＣ质量浓度分为0.1ｇ/Ｌ、0.2ｇ/Ｌ、0.3ｇ/Ｌ三水平。(3)投加ＰＡＭ质量浓度分为3ｍｇ/Ｌ、6ｍｇ/Ｌ、9ｍｇ/Ｌ三水平。(4)时间分为5ｍｉｎ、7ｍｉｎ、9ｍｉｎ三水平。
操作步骤如下:加药时转速为300ｒ/ｍｉｎ,每加完一种药持续1ｍｉｎ,若同时加药,持续2ｍｉｎ;时转速为40～50ｒ/ｍｉｎ。测试操作同上。并对数据进行分析见表2。采用柱高40ｃｍ、内径为9ｃｍ的有机柱,在底部装有厚度<10ｃｍ的石英砂作为底滤层,下粗上细;滤层上部装30ｃｍ厚的粉煤灰,并使其均匀,压实密度为0.288ｇ/ｃｍ3;粉煤灰上再铺一薄层细石英砂以使布水均匀。实验滤速为3.23Ｌ/ｈ。

2结果与分析2.1{zj0}混凝条件

2.1.1投药量对处理效果的影响
从图1可知,上清液的ｐＨ值在6.55～6.20之间为中性弱酸性,并随投药量的增加,略呈降低趋势;浊度总体较低,{zd0}剩余浊度为3.2ＮＴＵ。图2显示:上清液的ρ(ＣＯＤ)从421.10ｍｇ/Ｌ开始逐渐下降到{zd1}380.40ｍｇ/Ｌ,然后又增大。此外,在实验过程中观察到:随着矾花的沉降,水样由浑浊逐渐变清,色度也有所去除,但仍呈淡黄色。上述变化趋势是由于所配ＰＡＣ水溶液本身呈酸性,ｐＨ=3.5～5,而废水呈碱性,ｐＨ=9.2,当投入ＰＡＣ后,混凝剂通过压缩颗粒表面双电层、降低界面ζ电位、电中和等电化学过程,以及桥联、网捕、吸附等物理化学过程,将废水中的悬浮物、胶体和可絮凝的其他物质凝聚成“絮团”,沉淀除去,从而不仅使处理水的ｐＨ值随着投药量的增大有所减小,

也使废水的ＣＯＤ、浊度降低,同时色度也有一定降低。
综上,上清液ρ(ＣＯＤ){zd1}值380.40ｍｇ/Ｌ对应的投药量为1.24ｇ/Ｌ,ｐＨ值为6.33,接近中性,剩余浊度为2.5ＮＴＵ,因此确定1.24ｇ/Ｌ为{zj0}投药量。