应用聚合氯化铝及聚丙烯酰胺进行协同絮凝水处理

　造纸黑液经絮凝处理后能大大降低COD，且能够获得较为满意的上清液颜色，这其中，应用单一絮凝剂如聚合氯化铝、聚合硫酸铁，聚丙烯酰胺都能够使黑液中的微粒絮凝沉淀，然而形成的沉淀颗粒细小，难以形成大的絮团，且沉降速度较慢，使COD降低难以达到要求，采用聚合氯化铝PAC、阳离子聚丙烯酰胺CPAM进行复配，能使造纸黑液中的悬浮微粒形成大的絮团，迅速沉降，大程度降低了造纸黑液中的COD，之后再通过10%的过硫酸铵氧化处理复合絮凝后的造纸黑液，可进一步降低上清液的COD值，而超滤分离技术是一项的分离、净化和浓缩技术，是通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔径的大分子溶质截留，使其与溶剂及小分子组分分离的膜过程。通过超滤技术，可使废水的COD值降低至循环利用水的标准。

　　近年来，我国造纸工业的迅速发展，造纸废水排放量大、COD指数高、色度深，严重危害环境及人类的生存。因而，亟需探索一种工艺相对简单，COD降解能力强的废水处理方法。传统的造纸黑液处理方法主要有酸析法、碱析法、碱回收法、絮凝沉淀法，以及生物处理法等等。絮凝法被广泛应用于各种水处理系统，可以大限度地除去废水中的污染物。废水厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提高氧气的情况下把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物主要包括大量的沼气和水。这种处理方法对于低浓度有机废水，是一种省能的处理工艺;对于高浓度有机废水，不仅是一种省能的治理手段，而且是一种产能方式。厌氧生物处理技术现已广泛应用于世界范围内各种工业废水的处理，它的处理工艺主要有普通厌氧消化，厌氧接触工艺，式厌氧污泥床(UASB)，厌氧流化床，厌氧生物转盘等。该工艺将环境保护、能源回收和生态良性循环有机结合起来，能明显地降低有机污染物，用厌氧处理高浓度有机废水有较高的处理效果，BOD去除率可达90%以上，COD去除率可达70%-90%，并将大部分有机物转化为甲烷。畜牧场是指拥有一定数量的家畜集中饲养地，包括养牛场、养猪场、养鸡场、养兔场、养羊场和养马场等等。畜牧场的污水主要包括尿液、粪便以及畜舍冲洗水。该污水成分复杂，除粪、尿及冲棚水以外，还含有畜牧场给畜舍消毒采用的消毒药，如烧碱(碱性)，拜安(酚类)，卫康(酚类)。这些消毒药混合于冲棚污水中，使污水化学需氧量(COD)、磷、氮的含量很高，大大的超过畜禽养殖业污染物排放标准(CODcr≤400mg/ml，氨氮≤80mg/ml，总磷≤8mg/ml)。

　　因此，需建立有效的污水净化系统，转化回收利用污水中的磷和氮，不但可以解决环境污染问题。还可以产生经济价值，使农村养殖业向着健康方向发展。对畜牧场的污水采取先振动筛过滤处理，再加入混凝剂，降低COD值，同时除去固体悬浮物(SS)、部分氨氮和磷，再经过水生植物进一步生物净化处理，转化吸收利用污水中的氮和磷。应用聚合氯化铝及聚丙烯酰胺进行协同絮凝水处理，其效果明显优于单一混凝剂。处理后的水CODcr、氨氮、总磷的去除率可以基本达到排放标准，且絮凝物块体较大紧实，使后续处理程序简化。随着水质标准的提高, 微污染源水的处理成为给水处理领域十分重要的课题之一,我国绝大多数水厂都采用混凝-沉淀-过滤工艺处理源水, 利用现有工艺流程提高水质十分必要。在混凝阶段我们一般采用聚合氯化铝铁处理微污染源水。

　　我国90%以上的水源受到不同程度的污染, 水中藻细胞、有机物和胶体颗粒物等含量多, 其中藻类微生物对水质影响很大, 它们会产生藻毒素, 使水产生异味, 增加消毒副产物量，针对藻细胞的去除, 国内外的研究主要集中在氧化剂预氧化、混凝剂研制和使用改性滤料强化过滤等。在混凝剂研究方面, 聚合铝铁盐类混凝剂受到关注, 其中聚合氯化铝铁(PAFC)已进入工业化应用, 但对其混凝性能的研究多以浊度去除指标来表征, 对藻细胞去除效果很少涉及。特别是关于其混凝性能、残铝浓度等的影响因素还缺乏较深入的认识。因此, 宇升公司针对微污染源水中浊度、藻细胞等去除问题, 考察碱化度、铝铁比对聚合氯化铝铁溶液形态分布、混凝效果及残铝浓度的影响, 并总结其理论机制和数学模型, 为微污染源水处理混凝剂的开发提供理论基础　餐饮废水中污染物主要以胶体形式存在。胶体本身既具有的表面自由能、有较大的吸附能力，又具有布郎运动的特性，从而颗粒间有较多碰撞的机会，似乎可以粘附聚合成大的颗粒，然后受重力作用而下沉。但是由于同类的胶体微粒带着同性的电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大颗粒;其次，带电荷的胶粒和反离子与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，也阻碍各胶粒的聚合。投加铝盐等无机盐后，发生金属离子水解和聚合反应过程，被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩双电层、降低ζ电位，使胶粒间大排斥能降低，从而使胶粒脱稳。

　　使用无机盐絮凝剂处理的同时，有机高分子也常作絮凝剂使用。高分子絮凝剂有较好的架桥和吸附作用，和无机盐絮凝剂共同使用可以加快反应速度，提高处理效果。

　　餐饮废水的悬浮杂质分为以高分子脂类及其衍生物为主的油类和蔬菜碎粒、不溶性蛋白、纤维质态的非溶解性有机物两类。废水中以油类为主，导致水的CODcr值较高。因此处理餐饮废水的关键在于除油，为此本文采用絮凝法对餐饮废水进行絮凝破乳。

　　实验：絮凝剂配成1g/L的溶液。烧杯搅拌实验在磁力搅拌器上进行，每次实验水样为200mL，水样取自某宾馆的餐饮废水，经初沉后用0.1mol/L稀盐酸和0.1mol/L氢氧化钠调pH值到要求值。操作程序为：在快速搅拌下投加絮凝剂反应2min后，改变搅拌速度为慢速，继续搅拌10min，静沉20min后，距上液面约5cm处吸取部分上清液测定剩余浊度及CODcr。

　　单使用一种无机絮凝剂，CODcr去除率不高，并且矾花形成的速度比较慢，矾花也比较小，较难进行固液分离，絮体难以回收处理。而使用复合混凝剂，CODcr去除率很高，矾花比较大，沉降速度快，固液分离快，处理起来比较方便。从而说明了有机絮凝剂的分子链上带有电荷，具有一定的压缩微颗粒表面比电层作用，但其主要功能是“吸附”和“架桥”作用，它可以起助凝剂的作用。无机絮凝剂的加入改善了废水中的电荷分布，有机絮凝剂的加入对带有电荷的胶体颗粒进行吸附中和，并通过“架桥絮凝”作用形成大而结实的絮凝体。因而复合使用有机和无机絮凝剂可以有效地提高CODcr去除率，使絮凝后的水易于继续处理，絮体易于脱水。

　　研究结论：碱式氯化铝、硫酸铁、聚合氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铝钾+聚丙烯酰胺6种絮凝剂对餐饮废水絮凝处理的效果都比较好。其中硫酸铝钾+聚丙烯酰胺处理效果好。其佳投药量为：每1L水样加入1g/L的复合絮凝剂16mL，佳pH值为9左右。硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作絮凝剂可明显降低餐饮废水的CODcr及其浊度。CODcr去除率可达到83.3%，浊度去除可达到76.9%。

聚合氯化铝通常带正电荷，能吸附水体中带负电的胶体而发生凝聚，并从水体中沉降从而除去水中的污染物。与无机混凝剂相比，有机高分子混凝剂由于分子量大，对水中胶体、悬浮颗粒的吸附、架桥能力强，且絮凝速度快

采用聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)作为混凝剂处理餐饮废水，PAC和PAM都能显著地降低餐饮废水的COD值，可以用于餐饮废水的处理，经过PAC和PAM 复合使用处理后可达到污染物综合排放标准。PAC和PAM复合使用的混凝效果比单使用PFS或PAC的混凝效果好，在PAM中，阴离子型PAM与PAC、PFS复合使用时COD去除率高。PAC二者单使用及与PAM复合使用时的混凝效果接近，但PAC与PAM复合使用时PAM的用量更少，因而PAC+PAM的复合混凝剂应为餐饮废水处理的混凝剂。


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