無機(jī)高分子混凝劑處理冶煉廠初期雨水研究

譚鑫波

(云南馳宏資源綜合利用有限公司， 云南 曲靖 655000)

0 引言

冶煉廠初期雨水中含有較低濃度的鉛、鋅、鎘等重金屬離子，為合理利用企業(yè)雨水，采用氫氧化物沉淀法去除廢水中的污染物后回用于生產(chǎn)流程，可實(shí)現(xiàn)雨水的循環(huán)利用，降低企業(yè)用水壓力。為提高沉淀分離效果，在化學(xué)沉淀法應(yīng)用過程中一般適量、適時(shí)添加混凝劑。

混凝劑是在水處理過程中可以將水中的膠體微粒子相互粘結(jié)和聚集在一起的物質(zhì)，在給水處理當(dāng)中，混凝劑能有效脫除懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)，對降低出水COD值有重要作用[1]。單一化學(xué)沉淀法無法實(shí)現(xiàn)廢水中COD的脫除，選擇合適的混凝劑用于雨水處理與回收尤為重要。

混凝劑種類繁多，應(yīng)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水處理工藝條件和處理后水質(zhì)目標(biāo)選用合適的混凝藥劑，混凝劑的選擇一般遵循以下原則：

(1)混凝效果好。依據(jù)雨水水質(zhì)、處理后水質(zhì)要求和特定的處理工藝條件，能獲得預(yù)期混凝效果。

(2)無毒害作用。所選用混凝藥劑不得含有對生產(chǎn)有害的成分[2]，不干擾現(xiàn)有正常生產(chǎn)流程。

(3)成本經(jīng)濟(jì)。綜合考慮藥劑價(jià)格、出水水質(zhì)目標(biāo)和投加量，盡可能降低生產(chǎn)成本。

(4)生產(chǎn)混凝劑的工藝須環(huán)境友好。應(yīng)選用無毒無害的生產(chǎn)原料，生產(chǎn)工藝污染物排放量少。

對于混凝效果的比較及混凝劑投加量優(yōu)化，進(jìn)行混凝試驗(yàn)是最有效的方法之一。

1 材料方法與結(jié)果討論

1.1 實(shí)驗(yàn)藥劑及原料

(1)實(shí)驗(yàn)藥劑：PAM溶液(0.1%)、NaOH溶液(1mol/L)、稀硫酸、高分子無機(jī)混凝劑(聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁鐵，2%)。

(2)處理廢水：模擬初期雨水，配制pH=7.25、Pb=0.3mg/L、Zn=1.0mg/L，Cd=0.08mg/L的廢水樣。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

1.2.1 多種無機(jī)高分子混凝劑篩選實(shí)驗(yàn)

取5個(gè)1000mL廢水樣，分別加入聚合氯化鋁溶液1mL、聚合硫酸鋁溶液1mL、聚合硫酸鐵溶液1mL、聚合氯化鋁鐵溶液1mL、不添加無機(jī)高分子混凝劑(對照樣)，再分別加入NaOH溶液(終點(diǎn)pH值控制在10)，反應(yīng)30min。加入PAM溶液，固液分離，取上清液，加稀硫酸反調(diào)pH，進(jìn)行分析。

由表1可知，中和反應(yīng)pH值控制在10以下時(shí)，加入無機(jī)高分子混凝劑，水中重金屬脫除率提高，且加入聚合硫酸鐵的出水樣中鎘的脫除效果比較明顯，因此選擇聚合硫酸鐵進(jìn)行驗(yàn)證。

1.2.2 聚合硫酸鐵投加量實(shí)驗(yàn)

將3個(gè)1000mL廢水樣，調(diào)節(jié)pH為10，分別加入聚合硫酸鐵溶液0.5mL、1mL、1.5mL，絮凝沉淀，取上清液1-1、1-2、1-3，進(jìn)行分析；將3個(gè)1000mL廢水樣，調(diào)節(jié)pH為9.5，分別加入聚合硫酸鐵溶液0.5mL、1mL、1.5mL，絮凝沉淀，取上清液2-1、2-2、2-3，進(jìn)行分析。

表1 混凝劑篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (mg/L)

表2 聚合硫酸鐵實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (mg/L)

由表2可知，當(dāng)中和終點(diǎn)在9.7以上時(shí)，實(shí)驗(yàn)出水樣重金屬達(dá)標(biāo)；藥劑投加比的增加有利于降低出水COD的含量。綜合考慮，建議藥劑投加比為1∶50000，即每1000m3廢水中投加聚合硫酸亞鐵20kg。

1.2.3 PAM對比實(shí)驗(yàn)

利用聚合硫酸鐵在中和終點(diǎn)pH值為10的情況來驗(yàn)證，單獨(dú)使用聚合硫酸鐵以及混合其他混凝劑使用時(shí)的效果，對比出水水質(zhì)指標(biāo)中的鎘和COD。

表3 對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì) (mg/L)

由表3可知，當(dāng)中和終點(diǎn)高于10時(shí)，單獨(dú)使用或混合使用聚合硫酸鐵藥劑出水鎘含量差異小，對COD的去除效果比較明顯。

1.2.4 藥劑投加點(diǎn)實(shí)驗(yàn)

將聚合硫酸鐵的投加點(diǎn)由中和反應(yīng)處改為中和與固液分離完成后，驗(yàn)證能否在保證出水質(zhì)量的前提下通過投加點(diǎn)的變化來降低液堿的單耗，結(jié)果見表4。

由表4可知，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，通過投加點(diǎn)的改變，可以降低液堿單耗，對COD的去除效果明顯。實(shí)驗(yàn)過程中，固液分離后再投加混凝劑，礬花顆粒小，自然沉降時(shí)間延長，在生產(chǎn)實(shí)踐中，可考慮利用多介質(zhì)過濾器解決這一問題。

表4 藥劑投加點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì) (mg/L)

1.2.5 小結(jié)

無機(jī)高分子混凝劑聚合硫酸鐵在中和終點(diǎn)在9.7～10時(shí)出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，有利于廢水處理過程中降低液堿單耗，同時(shí)對廢水中COD的去除效果明顯，提升出水穩(wěn)定性。綜合考慮，建議藥劑投加比為1∶50000，即每1000m3廢水中投加聚合硫酸亞鐵20kg。

2 結(jié)論與建議

當(dāng)絮凝顆粒較小、絮凝效果較差時(shí)，可適當(dāng)加入無機(jī)高分子混凝劑，對于采用石灰鐵鹽法處理一般性生產(chǎn)廢水的工藝具有借鑒意義，具體投加量宜根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，企業(yè)收集的雨水應(yīng)優(yōu)先源頭分質(zhì)回用，如工藝補(bǔ)水、循環(huán)冷卻水等，對于不能滿足回用水質(zhì)要求的再進(jìn)行處理后回用，以實(shí)現(xiàn)雨水的經(jīng)濟(jì)利用。