酸化－混凝处理高浓度聚丙烯酰胺生产废水 - 新闻资讯 - 破乳剂|COD去除剂|乳化液|含油|煤化工废水处理|济南乾来环保

摘要: 采用酸化－混凝法处理高浓度聚丙烯酰胺( PAM) 生产废水。聚合氯化铝( PAC) 、聚合氯化铝铁( PAFC) 、聚合硫酸铁( PFS) 和三氯化铁( FeCl3 ) 作为混凝剂，不同电性的聚丙烯酰胺作为絮凝剂，以 COD 去除率作为评价参数，在不同 pH 条件下对PAM 废水进行混凝处理。结果表明 PAC 与 Kemira 阳离子絮凝剂配合使用效果最好。最佳工艺条件如下: 废水 pH 6. 5，PAC 投加量 200 mg /L，Kemira 阳离子絮凝剂 A 或 B 投加量为 1 mg /L，在此条件下废水 COD 去除率达到 83. 2%以上，TDS 去除率达到36. 8%左右。该方法操作简便、能耗低、去除效果好。

关键词: 聚丙烯酰胺废水; 酸化; 混凝; 絮凝

聚丙烯酰胺 ( 简称 PAM) 作为一类重要的絮凝剂广泛应用于水处理领域。PAM 废水中含有大量的 PAM、丙烯腈、丙烯酰胺( AM) 、阻聚剂等，具有乳化程度高，黏度大，可生化性差，COD高的特点，研究表明: PAM 生产废水中的聚丙烯酰胺会阻碍微生物对氧气的利用，而盐类物质会抑制微生物的有氧呼吸，由于这两方面的原因限制了 PAM 废水的生物降解效果。

目前，处理低浓度 PAM 生产废水的研究较多，主要包括生物接触氧化法、高级氧化法、特种活性污泥法等。但对于高浓度 PAM 生产废水的处理尚未开展深入研究。本文采用酸化混凝沉淀法处理高浓度 PAM 生产废水，研究了废水 COD的去除效果，为 PAM 废水处理工艺的选择提供理论依据。

1 实验材料

1. 1 水样来源与性质

实验废水取自南京某精细化工公司生产高分子水处理剂－聚丙烯酰胺排放的废水; 出水 CODCr 为 10350 mg /L，TDS 为 1836 mg /L，pH 为 12. 27。

1. 2 试剂、仪器与分析方法

( 1) 试剂聚合氯化铝 PAC，聚合氯化铝铁 PAFC，三氯化铁 FeCl3 和聚合硫酸铁 PFS，硫酸( 98%) 和氢氧化钠。 ( 2) 仪器DＲB 200 COD 消解仪，HACH; DＲ 2800 分光光度计， HACH; pH 计，梅特勒－托利多仪器; MY3000－6C 智能型混凝试验搅拌仪，武汉市梅宇仪器有限公司。

1. 3 试验方法与装置

酸化－混凝试验方法采用烧杯试验法［7］。滴加 H2 SO4 溶液调节 PAM 废水 pH 值，然后加入一定量混凝剂，采用六联搅拌桨 50 r/min 快速搅拌 15 min，最后加入 1 mg /L 聚丙烯酰胺( PAM) 溶液，50 r/min 慢速搅拌 5 min。反应结束后静置沉降1 h，取上清液测定 COD。

2 结果与分析

2. 1 混凝处理聚丙烯酰胺废水

分别选用 PAC、PAFC、PFS 和 FeCl3 四种混凝剂处理 PAM生产废水。混凝剂的投加量为 200 mg /L，考察不同混凝剂对COD 去除效果的影响，结果如图 1 所示。该废水加入混凝剂后溶液仍然处于原来的乳化状态，没有任何沉淀或者分成出现，废水 COD 没有任何去除。单纯的混凝处理对于高浓度 PAM 废水没有任何去除作用。

2. 2 酸化－混凝处理聚丙烯酰胺废水

使用 H2 SO4调节废水 pH 值，在不同初始 pH 条件下加入一定量的混凝剂，测定不同 pH 条件下，PAM 废水混凝处理后的出水 COD。控制废水的 pH 分别为 12，10，8，6. 5 和 5，混凝剂的投加量为 200 mg /L，对比 PAC、PAFC、PFS 和 FeCl3 四种混凝剂对废水 COD 去除效果的影响，结果如图 2 所示。

PAC 对废水 COD 的去除效果如图 2 所示。废液 pH 调节至10，加入 200 mg /L PAC 后混凝效果不明显，溶液仍为乳白色;继续 pH 调节至 8，混凝效果出现，有矾花形成，但矾花较细，沉降较慢，剩余 COD 为 2610 mg /L，当 pH 调节至 6. 5，混凝效果显著，矾花较大，沉降速度快，上清液较清澈，剩余 COD 为 2270 mg /L。当废水 pH= 5，COD 去除效果变化不大。

PAFC 对废水 COD 的去除效果如图 3 所示。PAFC 对 PAM废水的混凝效果不佳，即使酸化预处理至废水 pH 5，混凝效果也不明显。反应结束后，底部会出现部分白色细小矾花沉淀，但溶液仍为乳白色液体。剩余 COD 为 6760 mg /L。

PFS 对废水 COD 的去除效果如图 4 所示。PFS 对 PAM 废水的混凝效果与 PAC 相当，当 pH 调节至 8，混凝效果开始出现，有矾花形成，但矾花较细，沉降较慢，上清液仍然浑浊，剩余 COD 为 2610 mg /L，当 pH 调节至 6. 5，混凝效果显著，矾花较大，沉降速度快，上清液较清澈，剩余 COD 为 2270 mg /L。继续调节溶液的 pH 至 5，混凝效果反而下降。与 PAC 相比， PFS 对 pH 更敏感，适用范围更窄，并且 PFS 处理后出水水质变黄，色度明显增加。

FeCl3 对废水 COD 的去除效果如图 5 所示。FeCl3 对 PAM废水的混凝效果不佳，即使酸化预处理至废水 pH 5，混凝效果也不明显。反应结束后，底部会出现部分黄色细小矾花沉淀，但溶液仍未澄清。剩余 COD 为 6100 mg /L。酸化－混凝处理的实验结果表明当废水 pH 调节至 6. 5，混凝剂 PAC 对 PAM 废水 COD 的去除效果最好，出水 COD 为 2270 mg /L，COD 去除率高达 78. 1%。

2. 3 PAC 投加量对废水 COD 去除效果的影响

2. 4 不同絮凝剂对废水 COD 去除效果的影响

废水 pH 为 6. 5，考察 PAC 投加量对废水 COD 去除效果的影响。由图 5 可见，PAC 为 200 mg /L 时，废水 COD 去除率最高，达到 78. 1%。当 PAC 加入量过小时，不易使胶体颗粒脱稳，形成的絮状体小不易沉降; 而 PAC 加入量过大时，溶液中带电粒子浓度增大，由于带有相同电性，使得粒子之间相互排斥，难以沉降，重新回到稳定状态［8］。

由表 1 可见，Kemira 阳离子聚丙烯酰胺 A 和 B 的絮凝效果明显优于阴离子及非离子聚丙烯酰胺。因此，选择 Kemira 阳离子聚丙烯酰胺 A 或 B 与混凝剂 PAC 配合使用处理 PAM 生产废水，可以达到最佳的 COD 去除效果。此外，该工艺对 TDS 也有一定的去除效果，TDS 去除率达到 36. 8%左右。

3 结语

采用酸化－混凝法处理高浓度 PAM 生产废水，在废水 pH 6. 5 的条件下，对比了 PAC、PAFC、PFS 和 FeCl3 4 种混凝剂对废水 COD 的去除效果，这 4 种混凝剂的性能排序为: PAC＞ PFS＞FeCl3＞PAFC。 PAC 混凝剂配合 Kemira 阳离子絮凝剂处理 PAM 废水，可以达到最佳的 COD 去除效果，COD 去除率达到 83. 2%以上， TDS 去除率达到 36. 8%左右。

原标题：酸化－混凝处理高浓度聚丙烯酰胺生产废水

原作者：许妍

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