【污水處理技術(shù)】絮凝-二氧化氯-吸附法處理印染廢水
北方某紡織有限公司以生產(chǎn)彩色絲、綿襪為主,廢水主要來自染色、漂白兩個工段,還包括少許設(shè)備、地面沖洗水和軟水站排放的少量污水,廢水中的污染物來自于織物的油脂、染料、助劑以及酸堿等其他藥劑。企業(yè)所排廢水水質(zhì)、水量波動較大,色度處理要求嚴(yán)格??梢圆捎蒙?物化的工藝加以處理,但生化法因為北方冬天天冷,溫度低,效果不好,因此,在提出了生化-物化(氧化、吸附等)處理工藝的基礎(chǔ)上,在實驗室又利用絮凝-ClO2氧化-吸附法對此廢水進(jìn)行了處理,效果良好。
1 實驗部分
1.1 儀器與試劑
梅宇牌全自動絮凝儀(湖北潛江);高效聚合鋁絮凝劑;二氧化氯(自制)等。
1.2 實驗步驟
1.2.1 絮凝實驗
利用梅宇牌全自動絮凝儀,進(jìn)行絮凝實驗,其目的主要是去除廢水的濁度,但同時也能去除一定的CODCr和色度,在這步實驗中,影響因素主要是絮凝劑的用量、溶液pH值、絮凝實驗加藥程序等。
1.2.2 ClO2氧化實驗
利用化學(xué)法制備500mg/L的ClO2溶液500mL,進(jìn)行氧化實驗,該步主要是將染料分子中的一些大分子有機(jī)物氧化成小分子有機(jī)物或無機(jī)物,去除廢水的一部分CODCr和色度,同時利用后步的吸附處理。這步實驗的影響因素主要是ClO2的用量和氧化時間。
1.2.3 吸附實驗
利用粉煤灰為吸附材料,在靜態(tài)條件下進(jìn)行吸附實驗,進(jìn)一步去除廢水的CODCr和色度。這步實驗的影響因素主要是粉煤灰的用量和吸附時間。
2 結(jié)果與討論
2.1 廢水水質(zhì)
現(xiàn)場不定期采樣分析,廢水水質(zhì)如表1 所示。
表1 廢水水質(zhì)
指標(biāo)
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CODCr/(mg·L-1)
|
pH
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SS/(mg·L-1)
|
色度(倍)
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廢水水質(zhì)
|
800
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10.5
|
450
|
500
|
|
2.2 絮凝實驗最佳條件的選擇
在同一進(jìn)水條件下,相同膜材料和組件結(jié)構(gòu)形式的膜對同一有機(jī)物去除率的不同是由于膜孔徑的差別。膜孔徑越小,其截留分子量就越小,去除有機(jī)物的能力越強(qiáng)。這里,截留分子量是指去除率為90%~95%的溶質(zhì)分子量。RO膜的孔徑(<1nm)比NF膜的(1~2nm)小,因此對有機(jī)溶質(zhì)的去除率比NF膜的大。一般來說,RO膜的截留分子量為100Da左右,NF膜的截留分子量在200Da以上。
2.2.1 絮凝劑的最佳用量
該廢水的pH為10.5,正適合絮凝實驗所需的pH條件,所以原廢水不用調(diào)pH,直接進(jìn)行絮凝實驗。取6個燒杯,分別加入1000mL的混均廢水水樣,改變絮凝劑的用量,在最佳的絮凝實驗程序下進(jìn)行實驗,絮凝實驗結(jié)束后,靜置一定時間后取上清液測定實驗結(jié)果,計算其去除率,見表2所示。
表2 絮凝劑的最佳用量
絮凝劑的用量/g
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0.3
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0.5
|
0.8
|
1.0
|
1.2
|
CODCr去除率/%
|
20
|
20
|
50
|
55.3
|
55.8
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56.0色度去除率/%
|
18
|
37
|
40
|
40
|
40
|
|
從上表可以看出,隨著絮凝劑用量的增加,二者的去除率逐漸增大,但絮凝劑用量增加到0.8g后,再增加其用量 ,二者的去除率增加的不明顯,因此,在此實驗中絮凝劑的用量以0.8 g/L廢水較為適宜。
2.2.2 絮凝實驗程序
本實驗利用的是梅宇牌全自動絮凝儀,該設(shè)備利用單片機(jī)自動控制,程序編制設(shè)定后,自動運行,本實驗采用的實驗程序如表3所示。絮凝實驗中,每步的攪拌速度和時間對結(jié)果影響很大,在哪一步開始加藥也對實驗結(jié)果有影響,因此,實驗程序應(yīng)反復(fù)修正,表3 只是給出了本實驗所用的最佳程序,修正過程這里從略。
2.3 ClO2氧化實驗條件選擇
2.3.1 ClO2用量的選擇
取6個燒杯,分別加入1000mL2.2最佳實驗處理后的水,加入不同量的ClO2純水溶液,反應(yīng)1h后,測定水樣的各項指標(biāo),和2.2最佳實驗處理后的水的水質(zhì)比較,結(jié)果見表4.ClO2對某些有機(jī)物的氧化是有限的,所以,即使增加其用量,不能被其氧化的也不能夠被有效地氧化,從表4可以看出,ClO2的用量應(yīng)該選擇為150mg/L。
2.3.2 ClO2氧化時間的選擇
取6個燒杯,分別加入1000mL2.2實驗處理后的水,均加入30mg/LClO2溶液,在不同的反應(yīng)時間下測定其各項指標(biāo),和2.2最佳實驗處理后的水的水質(zhì)。
表3 絮凝實驗程序
步驟
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t/min
|
t/s
|
攪拌速度/(r·min-1)
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加藥1 不加藥2
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1
|
1
|
0
|
750
|
1
|
2
|
1
|
0
|
700
|
1
|
3
|
0
|
30
|
250
|
0
|
4
|
10
|
0
|
0
|
0
|
|
表4 ClO2用量的選表
ClO2的用量(mg/L)
|
30
|
50
|
150
|
200
|
250
|
300
|
ClO2的用量(mg/L)
|
15
|
35
|
55
|
56.5
|
57.1
|
58.2
|
色度去除率/%
|
18
|
36
|
54
|
54.6
|
54.9
|
55.2
|
|
表5 ClO2氧化時間的選擇
氧化時間/min
|
20
|
40
|
60
|
80
|
CODCr去除率/%
|
36
|
47
|
55
|
56.2
|
色度去除率/%
|
40
|
58
|
54
|
55.2
|
|
比較,結(jié)果見表5所示。從表5可以看出,ClO2的氧化時間應(yīng)為1.0h。能夠被ClO2氧化的物質(zhì)在1.0h之內(nèi)就被氧化了,再增加時間也是無謂的。
2.4 吸附實驗結(jié)果
本實驗主要是靜態(tài)實驗,即取100mL2.3最佳實驗處理后的水樣于碘量瓶中,加入粉煤灰,在同一個搖床中振搖,考察不同的用量和振搖時間對實驗結(jié)果的影響,結(jié)果表明,對于100mL水樣,加入100 mg吸附劑,振搖20min,稍加靜置,測定處理后的水樣的各項指標(biāo)平均為:CODCr60mg/L、色度:20倍、SS 40 mg/L,均達(dá)到了國家染整工業(yè)廢水排放1級標(biāo)準(zhǔn)。
2.5 處理成本
綜合以上分析,處理1噸這樣的印染廢水其消耗定額為:
原料名稱
|
原料成本/(元·噸-1)
|
消耗量
|
費用/元
|
絮凝劑
|
1000
|
0.8kg
|
0.8
|
二氧化氯
|
13000
|
150g
|
1.95
|
水、電等
|
|
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0.3
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合計
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|
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3.05
|
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3 結(jié)論
利用絮凝--ClO2氧化--吸附法成功地對該印染廢水進(jìn)行了處理,處理后的水質(zhì)達(dá)到了國家染整工業(yè)廢水排放1級標(biāo)準(zhǔn),雖然處理成本較生化-物化法高,但可以作為寒冷地方寒冷季節(jié)生化法的補充,保證廢水達(dá)標(biāo)排放,保護(hù)環(huán)境,保護(hù)人類的健康。
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