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工业废水处理系统絮凝药剂的优化处理
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2021-10-13 14:05:54 浏览次数:
         摘 要: 介绍了絮凝药剂在工业废水中的使用情况, 对不同的工业废水中加入絮凝药剂产生的现象进行了比较, 而且对其原理进行了介绍。 无机絮凝药剂是一种絮凝药剂发展成的多类型絮凝混合药剂, 从以前的低分子盐发展到高分子聚合, 然后又从一种高分子聚合发展到多种高分子聚合。 简要阐述了无机絮凝药剂在工业废水处理中的应用, 其高效率、环保、 无毒和性价比高等优势推动了絮凝沉降法在废水处理中的发展速度。
         关键词: 无机絮凝剂; 工业废水; 絮凝作用
          随着社会经济的快速发展, 工业进步的同时带来了用水量的增长, 相应的工业废水也在增多。 人们的生活用水和工业用水都是通过对工业废水的处理和净化得来的, 因此, 中国投入在污水净化上的资金巨大。即使投入大量资源, 水污染的速度还是大于污水防治和污水治理的速度。 所以, 絮凝药剂就成为治理污水的关键。
         现在国际上处理污水的技术有很多, 经常使用的技术有絮凝沉降法、 离子交换法、 膜分离法等。 其中,絮凝沉降法是国际上使用最普遍的办法, 但是絮凝药剂的分类很多, 依照其特性大致可以分为三类, 即无机絮凝药剂, 有机絮凝药剂, 微生物絮凝药剂。 以下主要讨论无机絮凝药剂在工业废水处理中的应用。
         1  无机絮凝药剂的类型及其特点
          无机絮凝药剂根据金属盐的种类大致可以分为两类, 即铝盐系列和铁盐系列; 根据阴离子也可以分为两类, 即盐酸系列和硫酸系列; 根据分子量也可以分为两类, 即普通无机盐系列和高分子系列。
         1.1 普通无机盐絮凝药剂
        普通无机盐絮凝药剂的组成成分大致是铝离子和铁离子。 铝离子分为 Al2(SO4)3 和 AlCl3, 铁离子是Fe2(SO4)3 和 FeCl3。 Al2(SO4)3 是由美国最早开发的, 也是无机絮凝药剂中最常用的药剂之一。 但在处理污水时, 使用硫酸铝絮凝药剂的费用较高, 并且具有腐蚀性。
        1.2 无机高分子絮凝药剂
         无机高分子絮凝药剂是在铝盐和铁盐的基础上开发出来的, 是一种全新的污水处理剂。 与以往的絮凝药剂相比, 其处理污水的效率更高, 处理成本费用较低,发展潜力巨大。
         1.2.1 简单的无机高分子絮凝药剂
         无机高分子絮凝药剂是铝盐和铁盐的聚合物。 絮凝药剂中含有大量的多羟基配离子, 利用 OH- 形成无机化合物, 这是无机高分子絮凝药剂除污能力高于其他絮凝药剂的原因。 该离子能够聚集污水中的胶体微粒。在聚集胶体微粒时发生物理和化学两种变化, 消除胶体表面的电荷, 让胶体之间相互吸引, 从而影响胶团的稳定, 产生絮状混凝的沉淀物。
        1.2.2 改性的单阳离子无机高分子絮凝药剂
         絮凝药剂的工作原理是利用活性聚硅酸吸引高价的金属离子, 进而改变聚硅酸的性质, 生成一种絮凝药剂。 改变性质是为了增强中和电荷的能力, 增强其工作吸引的稳定性, 增强产生絮凝沉淀物的效果。 增强效果的原理是中和电荷, 吸引离子改变了聚合物的形态和稳定性, 让 2 种不同的聚合物产生相互促进的作用。
         1.2.3 多阳离子无机高分子絮凝药剂
         根据相互之间增强效果的作用, 将多种金属盐和聚焦硅酸形成新型的絮凝药剂。 该新型药剂同时具有Al2SiO5 和 SiFe 的性质, 因此, 该新型无机高分子絮凝药剂是国际研究的重点。
         2  无机絮凝药剂在工业废水处理中的应用
         2.1 煤气洗涤废水的处理
          煤气洗涤废水主要是去除污水中含有的悬浮物和焦油, 达到净化污水的目的, 让净化后的水符合生产生活用水的标准, 并且能够保护环境, 实现可持续发展。 相关的科学研究者把常用的絮凝药剂加入到煤气洗涤废水中进行污水净化试验, 对每种絮凝药剂的去污效果进行对比。 通过对比试验总结出, 当常用的絮凝药剂加入煤气洗涤废水中, 随着絮凝药剂的增加,去污效果不断变好, 如果达到最佳效果后还继续增加絮凝药剂, 会使原本稳定的效果变差。 出现这种情况的原因是, 絮凝药剂在净化时会使胶体的电荷无法继续中和消除。 在取得最佳效果时, 除污率达到 90%以上。但是, 絮凝药剂对 CODCr (重铬酸盐需氧量) 的去污效果一般, 只能达到 50%~70%。 这是因为悬浮物和焦油能够通过中和电荷, 吸附凝聚成较大絮状物进行沉淀。中和电荷对硫酸离子的吸附能力一般。
         2.2 制药废水的混凝法处理
         有学者对四川省一个医院排放的废水进行混凝处理研究。 该医院排放的废水是红棕色, 并且浑浊度较高。 试验方法是在医院排放的废水中加入絮凝药剂,该处理方式添加的絮凝药剂是铝离子药剂和铁离子药剂, 主要观察废水中的五项指标, 即 CODCr、 色度、 投加量、 沉渣量和沉降速度。通过对比总结发现, 在条件相同时, PASS 絮凝药剂的沉降速度快, 褪色的程度和速度也高于其他絮凝药剂, 详细的对比结果如表 1 所示。
         由表 1 可知, 当 PASS 的投入量为其他絮凝药剂量的 1/2 时, PASS 的脱色程度和脱色效果以及 CODCr 去除率要比其他絮凝药剂的效果好, 这是因为 PASS 中和电荷的能力要高于其他药剂。
         2.3  絮凝剂在处理低温型分散染料废水中的应用
         污水的颜色是由 2 种或者 2 种以上颜色的物质混合得到的, 因此, 废水中会含有大量多组分的颜色物质。 做试验时将分散黄和分散兰进行混合, 混合的比例为 1∶1, 最终混合溶液的质量浓度为 200*mg/L。 此时,使用 PFS 和聚磷硫酸铁 PFPS 絮凝药剂来进行去污处理。通过对比总结发现, PFPS 和 PFS 对试验的污水能够起到很好的去污效果。 而且在得到最佳的去污效果时, 2 种絮凝药剂的使用量都是 300*mg/L。 对 2 种絮凝药剂进行详细的数据对比时发现, PFS 的处理效果不如PFPS, 因此, PFPS 是现在学者们认为比较好的染料废水处理剂。
          2.4 处理 GaAs 生产废水
          在生产 GaAs 晶片时, 许多工序都需要使用大量的水, 于是就会产生大量的废水, 而废水中含有大量的悬浮物。 由于施工时需要不断打磨, 悬浮物的规格非常小, 悬浮物的单位基本上都是微米。在以往的研究中, 对比了几种铁絮凝药剂对 As 的去除程度。 分析试验数据可知, PFPS 是所有絮凝药剂中去污效果最好的, 对污水的净化率在 99%以上。
        2.5 用新型絮凝剂处理制浆漂白废水
        中国科研工作者使用 3 种新型的絮凝药剂, 即F-1, PAC, PFS。 用这 3 种絮凝药剂分别对广东省制浆漂白的废水进行净化。 分析试验数据分析, 对比总结出在所有条件完全一致时, F-1 是这 3 种絮凝药剂里去污效果最好的, 对废水的净化率达到 95%, 这与 F-1的结构相关。 F-1 絮凝药剂具有铝盐和铵盐的特性, 能够很好地中和电荷、 吸附悬浮物等, 比其他絮凝药剂的去污效果好。 废水处理工艺流程如图 1 所示。
         3  结语
        无机絮凝药剂在中国不断发展, 从一种絮凝药剂发展成多类型的絮凝混合药剂, 从以前的低分子盐发展到高分子聚合, 然后又从一种高分子聚合发展到多种高分子聚合, 不断开辟新领域, 不断应用在工业废水处理中。 随着技术的不断发展和进步, 新型的聚合絮凝药剂成为研究的重点, 并且研发方向不单单只向着高效率发展, 在实现高效率的同时要保证环保、 无毒和高性价比。 聚合絮凝药剂的研发推动了絮凝沉降法对废水处理的发展。 无机高分子絮凝药剂的特质是使用量少, 絮凝能力好, 废水净化效率高等, 因此, 它也是工业废水处理使用的主要药剂之一。
        原标题:工业废水处理系统絮凝药剂的优化处理
        原作者:贾天岗