據(jù)近年統(tǒng)計(jì)資料表明，目前我國(guó)造紙業(yè)廢水排 放量占全國(guó)工業(yè)廢水排放總量的15%左右;COD排放量占全國(guó)工業(yè)COD排放總量的1/3以。造紙廢水的污染 和危害已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。由于造紙廢水含有木質(zhì)素、纖維素等難降解物質(zhì)，色度高、微小膠體物質(zhì)含量高，適宜用混凝法進(jìn)行預(yù)處理或深度處理，因?yàn)?紙漿帶負(fù)電荷，一般選擇陽離子型的高分子混凝劑，同時(shí)起壓縮雙電層、吸附電和、吸附架橋、網(wǎng)捕等作用[1-2]，使廢水的污染物質(zhì)脫穩(wěn)，并聚集成大的 微絮體，從而從廢水分離出來，沉淀效果好[3]。目前，限制混凝劑廣泛使用的主要原因是藥劑費(fèi)用和沉渣處理。而對(duì)于造紙廢水來說，選用最多的混凝劑是聚 合氯化鋁(PAC)和聚合氯化鐵(PFC)，不但費(fèi)用低，而且PAC處理后的沉渣可回用作為造紙?jiān)�，因而具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4];在PAC和PFC的 投加量≤30 mg/L時(shí)，活性污泥不受影響，PFC對(duì)活性污泥的影響要小于PAC對(duì)活性污泥的影響[5]，這有利于后續(xù)活性污泥的處理。將這兩種無機(jī)高分子混凝劑處理 造紙綜合廢水時(shí)的處理效果和條件進(jìn)行比較，從而為造紙廢水處理過程混凝劑的選取提供依據(jù)。用 聚合氯化鋁(PAC)和聚合氯化鐵(PFC)對(duì)造紙廢水進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)，通過它們?cè)诓煌琾H值和投加量的情況下，對(duì)廢水色度、CODCr的去除率進(jìn)行分析， 以選擇混凝劑及混凝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在pH值為8，混凝劑投加量為30 mg/L時(shí)，用PFC混凝劑處理造紙廢水比用PAC效果好且更經(jīng)濟(jì)，其脫色率達(dá)到90%，CODCr去除率可達(dá)43%。
1·實(shí)驗(yàn)1.1方法
COD的測(cè)定:采用重鉻鉀法(GB11914—89);色度的測(cè)定:采用鉑鈷比色法(GB11903—89);脫色率:采用分光光度法，用721型分光光度計(jì)在吸收波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，脫色率(%)由處理前后的吸光度計(jì)算:
式:A0為處理前的吸光度;A為處理后的吸光度。
1.2材料
1.2.1實(shí)驗(yàn)廢水
取自嘉興市某造紙廠，包括制漿廢水、漂白廢水及紙機(jī)剩余白水等。廢水各項(xiàng)指為:SS 1865 mg/L，色度1200度，CODCr 5236 mg/L，pH值7.5。
1.2.2混凝劑
聚合氯化鋁(PAC):固體，Al2O3含量(30±1)%，鹽基度45%～60%，配制成濃度1 mg/mL的溶液;聚合氯化鐵(PFC):固體，F(xiàn)eSO4含量(31.5±1)%，鹽基度50%～63%，配制成濃度1 mg/mL的溶液。
1.2.3實(shí)驗(yàn)儀器
721分光光度計(jì)、M227472型混凝實(shí)驗(yàn)攪拌機(jī)、JJY24PHB-5型便攜式度計(jì)、CP-11520-1型轉(zhuǎn)速表。
1.3操作方法
取200 mL造紙廢水于燒杯，定位在攪拌機(jī)(注意葉片在水的相對(duì)位置應(yīng)相同)，把試劑裝入試劑架的試管，用H2SO4或NaOH調(diào)節(jié)pH值，開動(dòng)攪拌器在 高速(120～200 r/min)下攪拌1 min，加入混凝劑，再攪拌1 min，低速(20～40 r/min)下攪拌20 min，沉降15 min后在清液的1/2處取樣。測(cè)定清液的CODCr和色度。
2·結(jié)果與討論
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★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★黃色聚合氯化鋁★飲用水級(jí)聚合氯化鋁★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★屠宰廠污水處理用聚合氯化鋁★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
P>2.1 PAC的投加量與脫色率及pH值的關(guān)系
取廢水200 mL，調(diào)節(jié)pH值為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，分別投加2、4、6、8、10 mL的PAC混凝劑，進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)，測(cè)清液吸光度，計(jì)算脫色率，結(jié)果見圖1。
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★紡織印染用聚合氯化鋁★化工廠用聚合氯化鋁★
★屠宰廠污水處理用聚合氯化鋁★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★礦山開采用聚合氯化鋁★洗煤廠用聚合氯化鋁★
★養(yǎng)殖廠污水處理用聚合氯化鋁★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★游泳池用聚合氯化鋁★造紙廢水用聚合氯化鋁★
★制革廢水處理用聚合氯化鋁★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
★聚合氯化鋁：156 175 98788★0371-6026 9418★
: SimSun">圖 1表明，pH值在5～9范圍，當(dāng)投加量<6 mL時(shí)，脫色率隨投加量的增加而升;當(dāng)投加量>6 mL時(shí)，脫色率隨投加量的增加反而減小。pH值為8時(shí)，脫色，投加量4～6 mL，脫色率變化不大，從經(jīng)濟(jì)角度考慮應(yīng)選4 mL。因此，用PAC混凝劑處理造紙廢水時(shí)，應(yīng)控制投加量為4mL，pH值為8，脫色效果較好。
2.2 PAC的投加量與CODCr去除率及pH值的關(guān)系
取 廢水200 mL，調(diào)節(jié)pH值為7.5、8.0、8.5，分別投加2、4、6、8、10 mL的PAC混凝劑，進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)。測(cè)清液CODCr，計(jì)算CODCr去除率，結(jié)果見圖2，圖2表明，當(dāng)pH值為8時(shí)，投加量為6 mL，CODCr去除率達(dá)到37%左右，再增加投加量，CODCr去除率反而下降;pH值在7.5～8.5，投加量>8 mL時(shí)，CODCr去除率隨著投加量的增加反而降低。由此確定，在pH值為7.5、投加量為8 mL時(shí)，PAC混凝效果，CODCr的去除率。
實(shí)驗(yàn)表明，在采用PAC混凝劑處理造紙廢水時(shí)，pH值為8，投加量為6 mL時(shí)，廢水處理效果較好，此時(shí)廢水脫色率可達(dá)78%，CODCr去除率可達(dá)37%。
2.3 PFC的投加量與脫色率及pH值的關(guān)系
取 廢水200 mL，調(diào)節(jié)pH值為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，分別投加2、4、6、8、10 mL的PFC混凝劑，進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)。測(cè)清液的吸光度，計(jì)算其脫色率，結(jié)果見圖3。圖3表明，pH值為5～9，投加量<4 mL時(shí)，隨投加量增加，脫色率升;當(dāng)投加量>6 mL，隨著投加量增加，脫色率反而下降;pH值為8，投加量在4～6 mL時(shí)，升趨勢(shì)緩慢。由此確定，用PFC混凝時(shí)，應(yīng)控制投加量為4 mL，pH值為8，脫色效果較好。
2.4 PFC投加量與CODCr去除率及pH值的關(guān)系
取 廢水200 mL，調(diào)節(jié)pH值為7.5、8.0、8.5，分別投加2、4、6、8、10 mL的PFC混凝劑，進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)。測(cè)清液CODCr，計(jì)算CODCr去除率，結(jié)果見圖4。圖4表明，PFC混凝劑投加量由0增加到8 mL，CODCr去除率總趨勢(shì)是升的，投加量由6 mL增加到10 mL時(shí)，變化緩慢。由此確定，在pH值為8，投加量為6 mL左右較合適。
實(shí)驗(yàn)表明，在采用聚合氯化鐵混凝劑處理造紙廢水時(shí)，pH值為8，投加量為6 mL時(shí)，廢水處理效果較好，此時(shí)廢水脫色率可達(dá)90%，CODCr去除率可達(dá)43%。
2.5兩種混凝劑綜合效果和經(jīng)濟(jì)分析
2.5.1 PAC和PFC混凝劑處理相同水樣效果的比較
從述實(shí)驗(yàn)看出，在條件下(pH值和混凝劑的投加量?jī)烧叨枷嗤?，PFC對(duì)造紙廢水混凝處理后的色度和CODCr的去除率都比PAC要高。
2.5.2 PAC和PFC混凝劑的經(jīng)濟(jì)分析
本實(shí)驗(yàn)采用的兩種混凝劑的價(jià)格為:PAC混凝劑為1080元/t;PFC混凝劑為1050元/t，且混凝處理的投藥量相同，所以采用PFC較經(jīng)濟(jì)。
2.6混凝劑的作用機(jī)理
PAC 和PFC溶液pH值較低，鋁離子和鐵離子以水合鋁、水合鐵絡(luò)合離子狀態(tài)存在。加入廢水，若pH值升高，這些水合絡(luò)合離子就會(huì)發(fā)生配位水解反應(yīng)，生成各種 鋁離子、鐵離子，最終將產(chǎn)生氫鋁、氫鐵沉淀物析出[6]。由于沉淀網(wǎng)捕機(jī)理，因此絮凝效果越來越好。當(dāng)pH值繼續(xù)升高時(shí)，氫鋁沉淀又 會(huì)溶解，使絮凝效果變差;如果pH值過低，配位水解反應(yīng)困難，絮凝效果較差;若pH值過高，氫鋁沉淀會(huì)大量溶解，絮凝效果也會(huì)變差。
無 機(jī)高分子混凝劑的凝聚機(jī)理與小分子有所不同，不僅與電荷作用有關(guān)，而且和其本身的長(zhǎng)鏈特性有密切的關(guān)系，這可用架橋機(jī)理來解釋。長(zhǎng)鏈的高分子一部分被吸附 在膠體顆粒表面，而另一部分則被吸附在另一膠體顆粒表面，并可能有更多的膠體顆粒吸附在一個(gè)高分子的長(zhǎng)鏈，這好象架橋一樣把這些膠體顆粒連接起來，從 而容易發(fā)生絮聚。這種絮凝通常需要高分子混凝劑的濃度保持在較窄的范圍內(nèi)才能發(fā)生，如果濃度過高，膠體的顆粒表面吸附了大量的高分子物質(zhì)，就會(huì)在表面形成 空間保護(hù)層，阻止了架橋結(jié)構(gòu)的形成，反而比較穩(wěn)定，使得絮凝不易發(fā)生，所以混凝劑的投加量具有一個(gè)值，此時(shí)的混凝，超過此值時(shí)混凝效果會(huì)下 降，若超過過多反而起到穩(wěn)定保護(hù)作用，不易凝聚，因而混凝效果也不好[7]。
3·結(jié)論
3.1影響造紙廢水混凝沉淀的主要條件有pH值、混凝劑種類以及混凝劑投加量。
3.2 使用聚合氯化鐵(PFC)混凝劑，當(dāng)pH值為8，投加量為6 mL(即30 mg/L)時(shí)，造紙廢水的脫色率可達(dá)90%，CODCr去除率可達(dá)43%;采用聚合氯化鋁(PAC)混凝劑處理造紙廢水，調(diào)節(jié)pH值為8，投加量為6 mL(即30 mg/L)時(shí)，廢水脫色率可達(dá)78%，CODCr去除率可達(dá)37%。
3.3無論從經(jīng)濟(jì)還是處理效果考慮，選擇PFC混凝劑比PAC更合適。