混凝气浮法处理煤化工废水.doc

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1、混凝气浮法处理煤化工废水新型煤化工面临用水量大、污水排放量大的严峻问题，可以说，新型煤化工可能会造成水资源匮乏及严重的环境污染。而且，煤化工废水具有色度大、COD值高、成分复杂、有毒有害等特点。因此，对于煤化工废水处理进行试验研究，进而通过经济有效的处理工艺降低其废水排放量的意义重大。1、废水来源及水质试验原水取自某钢铁公司调节池出水，其水质状况如表1所示。 2、试验试剂及仪器2.1 试验试剂聚合氯化铝(PAC)，聚合硫酸铁(PFS)，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，阴离子聚丙烯酰胺(APAM)，聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)，试亚铁灵指示剂，四氯化碳、氯化钠、重铬酸钾、浓硫酸、硫酸银

2、、溴化钾、碘酸钾、硫酸汞，分析纯。2.2 试验仪器pHS-3C数字式pH计，FA1204B精密电子天平，HJ-6型六联搅拌机，MAI-50-红外测油仪，F202电热恒温干燥箱。3、工艺流程及分析项目本试验采用25L的水桶充当隔油池，首先，煤化工含油废水在桶中静置4h，取水样测定含油量，其次，利用虹吸作用将污水进行投加药之后吸入到絮凝池中，第三，开启搅拌机搅拌0.5h，并通过进水泵、调节阀及释放器作用，使压缩空气与回流水形成的溶气水进入到气浮池，最后，除渣，并运行一段时间后取适量待测水样。隔油-混凝-浮工艺流程如图1所示。本试验主要分析项目有COD、总酚、pH值及含油量，其中，COD的测定采用红

3、外分光光度法，总酚的测定采用溴化滴定法，pH值采用pH计测定，含油量采用重铬酸钾法测定。4、混凝沉淀法处理煤化工废水4.1 混凝沉淀烧杯试验混凝沉淀烧杯试验主要考察的是药剂种类、投加量等对除油脱酚效果的影响。具体试验条件及步骤为：首先，加无机絮凝剂，快速(450r/min)搅拌1min，其次，加有机高分子絮凝剂，慢速(100r/min)搅拌5min，第三，静置30min，最后，取距液面2cm处清液，测定分析项目。4.2 混凝沉淀法处理煤化工废水试验结果及讨论4.2.1 无机絮凝剂影响本试验无机絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铝和破乳剂F-01。不同无机絮凝剂种类和投加量处理煤化工废水试验

4、结果显示：1)在一定投加量范围内，废水污染物去除率随投加量增加而显著增强，之后，随着无机絮凝剂投加量的继续增加，废水污染物去除率反而出现下降的趋势。此现象出现的原因可能是，絮凝剂的过量投加导致阳离子大量引入，出现抑制和阻碍作用，从而使体系脱稳，去除率下降。2)4种无机絮凝剂中，聚合氯化铝(PAC)对煤化工废水的除油、脱酚效果最好，硫酸铝Al2(SO4)3最差，聚合氯化铝(PAC)的最佳投加量为200mg/L，去除率在40%左右。因此，本试验选用PAC。4.2.2 阳离子度影响阳离子度的高低会影响絮凝效果，进而影响废水污染物去除率。本试验结果显示：1)在一定阳离子度范围内，废水污染物去除率随阳离

5、子度增加而迅速增强，之后，随着阳离子度的继续增加，废水污染物去除率在保持一定水平后出现显著下降趋势。原因可能是，阳离子大量引入会导致聚合反应不完全，聚合产物特性黏度低，且会抑制电中和作用，进而影响煤化工废水污染物去除率。2)阳离子度在15%45%时，去除效果较好，且当阳离子度为15.8%时，去除效果达到最佳，可达60%左右。因此，本试验选择阳离子度为15.8%。4.2.3 特性黏度影响特性黏度会影响絮凝剂的吸附架桥性能，进而影响絮凝性能。试验结果显示：1)实验初期，污染物的去除率均随特性黏度的增大而增大，到一定范围后趋于稳定。这是因为，随着特性黏度增大，架桥作用越强，越容易形成絮体，絮凝效果越

6、好。2)特性黏度在400mL/g550mL/g时，絮凝剂效果较好，且为443mL/g时，去除率达到最大，为60%左右。因此，本试验选择特性黏度为450mL/g。4.2.4 pH值影响为了考察pH值对混凝沉淀除油脱酚的效果影响，调节pH值为212，并进行试验。试验结果显示：1)随着pH值的增加，污染物去除率表现出先增加后减小的趋势，而且低pH值对去除率的影响要大于高pH值。原因可能是，在弱碱环境中，能保持混凝剂的水解反应充分进行，混凝效果较好，而较低的溶液pH值不利于阳离子水解，进而不能有效吸附水中污染物。2)在pH值为8左右时，去除效果最佳，可达60%左右。由于试验原水pH值为7.58.5，出

7、于经济性考虑，不对原水pH值进行调整。4.3 混凝-气浮法处理煤化工废水试验结果及讨论混凝沉淀法处理煤化工废水污染物最高去除率仍不到70%，而混凝-气浮处理煤化工废水可以进一步提高废水污染物的去除率，因此，混凝后需进行后续的气浮处理。本试验主要考察四大因素对气浮除油效果的影响。具体气浮时间、投药量、溶气压力、原水初始含油浓度变化4种因素参数值如表2所示，试验结果如图2所示。 4.3.1 气浮时间影响由图2试验结果可知，气浮时间在0min10min时，随着气浮时间的增加，煤化工废水的除油率迅速增加，当气浮时间为9min时，除油率基本达到最大，为92.5%，而后随着气浮时间的不断增加，除油率不但没

8、有增大，反而有小幅度减小。可能是因为，气浮时间过长，会导致形成的絮粒越来越大而下 沉，因此，确定最佳气浮时间为9min。4.3.2 投药量影响由图2试验结果可知，与气浮时间影响类似，当投药量在0mg/L8mg/L时，随着投药量的增加，煤化工废水的除油率随之增加，当投药量为8mg/L时，除油率达到最大，为93%，而后随着投药量的不断增加，除油率反而有小幅度减小，可能是大的投药量影响了气浮反应所致，因此，确定P(AMGDMDGMMA)最佳投药量为8mg/L。4.3.3 溶气压力影响由图2可知，溶气压力在0MPa0.4MPa时，随着溶气压力的增大，气浮的除油率也在不断增大，可能是由于溶气压力越大，溶

9、解的气体量越大，气浮效率也就越高。但当溶气压力在0.4MPa0.5MPa时，气浮的除油率趋于稳定，不再增大，为93%左右。随后，随着溶气压力的继续增大，除油率不但没有增大，反而有小幅度减小，这可能是因为压力超过0.5MPa后，压力的增大并不能使气泡粒径继续减小，还会出现气泡数量过多而使气浮效果变差。因此，最好将溶气压力控制在0.4MPa0.6MPa。4.3.4 原水初始含油浓度的影响由图2可知，与其他影响因素不同，煤化工废水除油率随着原水初始含油质量浓度的增大而增加，只是原水初始含油质量浓度在100mg/L400mg/L时除油率增加更快，超过400mg/L时，随着浓度的继续增加，除油率升高较慢。本试验废水含油量为150mg/L200mg/L，除油率为75%80%。5、结论综上所述，对于煤化工含油废水，混凝-气浮处理比单纯混凝沉淀处理效果更好，混凝-气浮处理的最佳参数选择为：气浮时间为9min，P(AM-DMD-MMA)投药量为8mg/L，溶气压力控制在0.4MPa0.6MPa，利用混凝-气浮处理煤化工废水实际原水，除油率为75%80%，比单纯混凝沉淀处理的55%60%要高出20%，因此值得在煤化工工业推广应用。5