摘要:自行研發(fā)出一種新型混凝劑,它能廣泛應用于印染廢水、生活污水和餐飲廢水等的處理。經(jīng)過一步強化混凝處理后,各種廢水的COD、色度和濁度等均有良好的去除效果�；炷勰嗫梢栽偕貜屠�。

關鍵詞:混凝劑　印染廢水　生活污水　餐飲廢水

傳統(tǒng)的一級處理及二級處理廢水處理工藝已難以適應當今的廢水凈化處理要求,處理后出水更不能滿足回用水的水質(zhì)要求,只能進一步附加傳統(tǒng)的三級處理設備系統(tǒng)。因而它既需要龐大復雜的傳統(tǒng)二級生化處理系統(tǒng),也回避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統(tǒng)三級過濾吸附處理系統(tǒng)。遠遠不能滿足日益增長的環(huán)保市場對凈化效率更高、處理出水水質(zhì)更好、投資和運行費用更低的污水處理新技術(shù)及新裝備的迫切需要。強化混凝是當今水處理工藝技術(shù)中一種可滿足上述需求的極富潛力的污水處理新技術(shù)。強化混凝的關鍵是高效混凝劑的開發(fā)和新型混凝裝備的研制。本研究將研發(fā)一種新型混凝劑,并應用于印染廢水、生活污水和餐飲廢水的處理。

1　試驗部分

1.1　測定方法和儀器

COD:重鉻酸鉀氧化法,冷凝回流裝置;色度:分光光度法,UV2100分光光度計;濁度:分光光度法,UV2100分光光度計。

1.2　新型混凝劑的制備

將若干廉價的天然和廢棄無機粉料(如粉煤灰、粘土等礦物,其中主要含硅、鎂、鈣和鐵等)按一定的比例配伍,再進行簡單活化和極少量的高分子絮凝劑復配而成新型的混凝劑。應用時將其配成質(zhì)量百分比為6%的懸濁液,投加到廢水中即可。

1.3　試驗方法

取試驗廢水1.5L于燒杯中,滴加一定量混凝劑懸濁液于燒杯中,攪拌,調(diào)節(jié)體系pH,攪拌1min(轉(zhuǎn)速120r/min)后,停止,可以看到大量的絮凝物出現(xiàn),并立即沉降。等待30s后,同樣轉(zhuǎn)速再攪拌,2min后停止,靜沉。隨著絮凝物的沉降,廢水逐漸變清,5min后,沉降基本完成。測定混凝前后廢水的COD、色度和濁度等的變化。

2　結(jié)果與討論

2.1　印染廢水的處理實驗印染廢水中主要含有染料、漿料、纖維雜質(zhì)及少量的無機鹽等,屬于成分復雜、高濃度、難降解的工業(yè)廢水。特別是活性染料和陽離子染料,利用一種混凝劑或簡單的混凝劑根本達不到處理的效果。試驗用印染廢水來自南京印染廠,其水質(zhì)如表1所示。

表1　印染廢水水質(zhì)

2.1.1混凝pH

懸濁液投加量15ml/L,在不同的pH下,試驗混凝劑的混凝效果。

從表1看出該混凝劑的作用pH為堿性,pH在10～11時混凝效果最好,COD和色度去除率分別達到60.6%和90%。

2.1.2混凝懸濁液的投加量選定混凝pH在10～11。

表2　不同投加量下的處理效果

Table2　Effectofdifferentamountsofcoagulation

從表 2可知 ,混凝劑懸濁液在最佳投加量為 20ml/L,COD去除率達到74.7%。

混凝劑對印染廢水處理能產(chǎn)生大量的污泥,這也是混凝處理印染廢水急需解決的問題。該混凝劑產(chǎn)生的污泥有良好的壓縮性,沉降完全后,底部的污泥約占總體積的10%。去掉燒杯中的上清液,保留底部的濕混凝污泥,再向燒杯中加入等量的印染廢水,上清液同樣到達第1次的指標,而底部的污泥量仍約總體積的10%。連續(xù)重復3次,均達到較好的處理效果(表3),并且濕污泥的體積基本不增加。將失去有效混凝作用的濕污泥在馬弗爐中灼燒(800℃)1h,并再進行簡單活化及加入極少量的高分子助凝劑,其再生的混凝效果基本不變。

表3　濕污泥重復利用3次的試驗結(jié)果

Table3　Coagulatedresultsof

wetsludgereusedbythreetimes

印染廢水的COD從1200mg/L降到300mg/L左右,達到國家污水綜合排放標準。

2.2　生活污水的處理試驗

生活污水主要是指化糞池水、餐飲廢水和部分工業(yè)廢水混合后的污水。我們將研制的混凝劑用于生活污水的處理,試驗用生活污水取自南京某污水處理廠。在pH為10～11,混凝劑懸濁液投加量為20ml/L的條件下處理生活污水,結(jié)果如表4所示。

表4　生活污水的混凝處理

Table4　Coagulatedresultsofdomesticwastewater

混凝劑產(chǎn)生的濕污泥可以重復利用10次。第10次后,污泥的體積基本沒有增加,與第1次產(chǎn)生的污泥量基本相同,并且出水水質(zhì)良好(表5)。

當前生活污水的處理最常用的是活性污泥法,但產(chǎn)生大量的污泥。這種污泥含水率高,不易脫水,需要長時間的堆放涼干,那就不得不留出一部分空地來堆放污泥,既占空間,又易對環(huán)境造成二次污染。該混凝劑失去有效混凝作用后,可以灼燒后重新利用(見印染廢水的處理),混凝效果與灼燒前基本一樣。所以說該混凝劑能較好的解決污泥這樣的一個問題,為生活污水的快速處理提供了一種新的工藝。

2.3　餐飲廢水的處理試驗

餐飲廢水在水質(zhì)指標在與生活污水有較大的差異,含油量高、動植物蛋白含量高及固體懸浮物多,微粒表面強烈吸附著表面活性劑分子,使界面張力降低,增加了分散體系的穩(wěn)定性。利用混凝劑對餐飲廢水處理已有報道,但都存在一定的問題。

本文作者將自行研制的混凝劑用于餐飲廢水的處理。試驗用餐飲廢水呈渾濁的灰黃色,含較多的油脂,略帶臭味。

2.3.1　最佳pH

進水COD約為7500mg/L,藥劑投加量20ml/L。

可見最佳pH在11～12之間,COD去除率達78.7%。

2.3.2　混凝懸濁液的投加量

pH為11～12,進水COD約7500mg/L。最佳混凝懸濁液投加量在25ml/L左右,COD去除率達81.1%。

2.3.3　系統(tǒng)對COD去除率的穩(wěn)定性

由圖4可知,餐飲廢水的COD去除率始終穩(wěn)定在80%左右。

進水COD在750～7500mg/L時,出水濁度達到5度以下,而色度也在10倍以下�；炷齽┛梢灾貜屠�5次,并且每次處理的效果基本不變,泥量沒有明顯的增加,失去有效混凝作用的泥灼燒后可重新利用(參見印染廢水的處理)。這說明該混凝劑同樣適合于餐飲廢水的處理。

經(jīng)過混凝處理的餐飲廢水還沒有達到排放標準,需要進行生化處理才能排放。餐飲廢水經(jīng)過混凝處理后,已大大減輕了二級生化處理的負荷,這也就相應減少了生化處理的水力停留時間,提高了廢水處理量。

一般的廢水帶有負電荷,因此根據(jù)此種性質(zhì),要在廢水中投加能產(chǎn)生正電荷的混凝劑,以壓縮廢水中膠體的雙電層,為下一步的快速絮凝提供必要的條件。雖然壓縮雙電層也能使部分膠體產(chǎn)生混凝,但作用力度顯然不夠,需要進一步的絮凝,這就借助于吸附架橋和卷掃作用。本混凝主要成分是無機粉料,在堿性條件下,硅、鎂、鈣和鐵等成分可能會產(chǎn)生巨大的網(wǎng)狀表面結(jié)構(gòu)并帶有一定的正電荷,在壓縮雙電層脫穩(wěn)的同時,以一張巨大的網(wǎng)將脫穩(wěn)的膠體顆粒粘附網(wǎng)捕于網(wǎng)上,經(jīng)過卷掃迅速沉淀,完成了對膠體的混凝。同時加入少量的高分子絮凝劑,產(chǎn)生吸附架橋作用,協(xié)助卷掃作用,使對廢水的混凝效果更好,沉淀更快。

3　結(jié)　論

(1)新型混凝劑對印染廢水、生活污水、餐飲廢水等有良好的處理效果,COD去除率分別為74%、83%和81%,并且最終出水水濁度均低于5度。

(2)印染廢水經(jīng)過混凝處理后可以達到國家污水排放三級標準。如果要達到回用標準,必須經(jīng)生化處理。生活污水經(jīng)混凝處理后達到部分回用標準。餐飲廢水的混凝處理沒達到排放標準,也需對其進行二次生化處理。

(3)自行研發(fā)的混凝劑可以重復利用。濕泥可以重復利用的次數(shù)不等,失去有效混凝作用污泥經(jīng)灼燒后,重新活化可再利用。新型混凝劑對印染廢水、生活污水和餐飲廢水的COD有良好的去除效果,但對于部分廢水沒有達到排放標準。由于廢水中70%～80%的COD已經(jīng)被去除,所以二級生化處理的負荷大大減少,反應池的體積縮小,節(jié)省土地。并且水力停留時間縮短,提高了生化處理效率。對于本文作者開發(fā)的強化混凝2生化處理整套工藝來講,其水力停留時間遠遠小于傳統(tǒng)的一級和二級廢水處理工藝,并且反應器的占地面積相應減少,使得反應系統(tǒng)簡單、緊湊、高效及處理成本低,是一套具有實際應用價值的廢水處理工藝。

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