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      聚合氯化鐵在污水處理中的用量及效果分析

      時間:2020/08/31 點擊:

      摘要:隨著工業的迅速發展,水體污染在社會上的影響愈來愈嚴峻。聚合氯化鐵作為一種新型絮凝劑,具有投資小、見效快的特點,逐漸被越來越多的企業發現和應用。本文主要通過燒杯實驗及現場大生產試驗,確定了聚合氯化鐵對本公司污水處理的較佳使用量并印證了其處理效果。

      1、引言

      在經濟飛速發展的過程中,工業發展尤其迅猛,但隨之帶來的污染也越來越嚴重。其中,又以空氣污染和水污染為首。水是人類生命的起源,是人類賴以生存的根本。如今,隨著國家對環境保護愈來愈重視,水處理的方法也逐漸發展成熟,新工藝新方法不斷涌現。本文介紹的即是其中一種新型污水處理絮凝劑聚合氯化鐵,并通過實驗印證其在特定工業廢水處理中的應用效果。

      聚合氯化鐵

      聚合氯化鐵是一種新型的高效絮凝劑,在生產企業中逐漸得到越來越多的應用。它有以下幾個優點:

      (1)價格便宜。利用鋼鐵鹽酸酸洗液制備,成本較低。

      (2)保護環境。鋼鐵酸洗液回收利用,大大減少廢酸的排放,減少環境污染。

      (3)絮凝效果好、速度快。溶解速度快,反應后生成的礬花密實,沉降速度快,能達到快速處理的目的。凈水效果優于傳統硫酸鋁和鐵鹽等普通無機鹽類混凝劑。

      (4)適用范圍廣。廣泛用于醫藥、冶金、制革、電力、印染、化工等行業,是工業污水、廢水處理的理想藥物。

      2、實驗室燒杯實驗對聚合氯化鐵較佳用量的分析

      2.1實驗背景和目的

      在原污水處理工藝中,二沉池出水后采用傳統絮凝工藝,現有絮凝劑投加量400ppm,去除率在50%左右,經測算噸水處理成本較高。經絮凝后,污水進入臭氧、生物濾池等后續處理工藝。

      本實驗的目的是驗證聚合氯化鐵絮凝劑對二沉污水的處理效果,并得出較佳工藝參數。二沉污水的現狀:COD濃度為150-400mg/L;Cl-濃度小于100mg/L;電導率為:2700us/cm。經過絮凝處理后的水應該滿足以下條件:COD去除率大于50%;電導率不高于4000us/cm;Cl-濃度不高于350mg/L。

      2.2實驗原理

      絮凝是使水或液體中懸浮微粒集聚變大,或形成絮團,從而加快粒子的聚沉,達到固液分離的目的。通常絮凝的實施靠添加適當的絮凝劑來實現,其作用是吸附微粒,在微粒間“架橋”,從而促進集聚。

      2.3主要儀器設備

      玻璃器皿:燒杯、玻璃棒、量筒、滴定管、移液管等常規化學分析儀器一套。

      COD測試儀:連華5B-3C多功能水質測定儀。

      電導率測試儀:上海雷磁DDS-11A。

      2.4操作方法和實驗步驟

      2.4.1操作方法

      (1)凝聚階段:將藥液注入混凝池與原水快速混凝,在短時間內形成微細礬花的過程,此時水體變得更加渾濁,它要求水流能產生激烈的湍流。燒杯實驗中宜快速(250-300rad/min)攪拌10-30s,一般不超過2min。

      (2)絮凝階段:是礬花成長變粗的過程,要求適當的湍流程度和足夠的停留時間(10-15min),至后期可觀察到大量礬花聚集緩緩下沉,形成表面清晰層。燒杯實驗先以150rad/min攪拌約6min,再以60rad/min攪拌約4min至呈懸浮態。

      (3)沉降階段:它是在沉降池中進行的絮凝物沉降過程,要求水流緩慢,為提高生產效率一般采用斜管(板式)沉降池(采用氣浮法分離絮凝物),大量的粗大礬花被斜管(板)壁阻擋而沉積于池底,上層水為澄清水,剩下的粒徑小、密度小的礬花一邊緩緩下降,一邊繼續相互碰撞結大,至后期余濁基本不變。燒杯實驗宜以20-30rad/min慢攪5min,再靜沉10min。

      2.4.2實驗步驟

      (1)對所采原污水水樣進行測定,指標為COD,電導率,Cl-濃度。

      (2)在實驗過程中,以500ml污水分別投加不同量的聚合氯化鐵絮凝劑,完成絮凝實驗。

      (3)對絮凝后上清液水質指標進行測定,指標為COD,電導率,Cl-濃度。

      (4)對實驗數據進行篩選整理,找出較佳工藝參數。

      2.5實驗數據(見表1)

      表1 實驗數據

        COD(Mg/L) 電導率(us/cm) Cl-(Mg/L)
      原污水 244 3090 212
      樣品一 178 3240 267
      樣品二 145 3300 319
      樣品三 122 3450 397
      樣品四 105 3640 449
      樣品五 91 3829 477

      注:

      樣品一:向500ml原污水中加入0.2ml聚合氯化鐵絮凝劑;

      樣品二:向500ml原污水中加入0.4ml聚合氯化鐵絮凝劑;

      樣品三:向500ml原污水中加入0.6ml聚合氯化鐵絮凝劑;

      樣品四:向500ml原污水中加入0.8ml聚合氯化鐵絮凝劑;

      樣品五:向500ml原污水中加入1.0ml聚合氯化鐵絮凝劑。

      2.6實驗數據分析

      (1)隨著絮凝劑投加量的增加,COD去除率逐漸提高,當絮凝劑投加量為0.6mL時,COD去除率大于50%(如圖1)。

      圖1COD去除率變化趨勢

      (2)隨著絮凝劑投加量的增加,電導率逐漸提高,當投加量為1.0ml時,電導率超過3800us/cm(如圖2)。

      圖2電導率變化趨勢

      (3)隨著絮凝劑投加量的增加,Cl-濃度逐漸提高,當投加量為0.4-0.6mL之間時,Cl-濃度可以控制在350mg/L(如圖3)。

      圖3Cl<sup>-</sup>變化趨勢

      綜上,絮凝劑投加量為0.6mL時,各項指標可以達到要求,此為較佳投加量。

      2.7實驗小結

      (1)聚合氯化鐵絮凝劑對二沉出水有較好的處理效果。

      (2)當投配比為0.12%時,出水效果基本可達到污水處理要求。

      3、現場試驗

      以燒杯實驗得出的較佳投配比進行現場試驗,如下:

      3.1試驗步驟

      (1)確定待處理污水量,并根據較佳投配比計算需加入的絮凝劑量;

      (2)向待處理污水中加人聚合氯化鐵絮凝劑;

      (3)檢測經處理后的水質情況;

      (4)得出結論。

      3.2數據記錄

      污水量:18000m3,聚合氯化鐵加入量:24.7m3,投配比0.12%。絮凝時間:2h。檢測數據如下表2:

      表2 現場試驗數據

        COD(mg/L) 電導率(us/cm) Cl-(Mg/L) 色度
      原污水 244 3090 212 128
      經處理后的污水 110 3530 337 16

      3.3試驗結論

      按燒杯實驗得出的較佳投配比進行污水處理,經現場大生產試驗,污水處理后的各項指標均滿足要求。

      注:本文所有實驗均以特定污水為例,不代表其他污水也可以用相同藥物投配比進行處理。

      4、結語

      根據實驗結果,聚合氯化鐵絮凝劑能適用于污水處理,水處理效果好,速度快,能夠替代現有的傳統水處理絮凝工藝。且該絮凝劑利用鋼鐵鹽酸酸洗液進行制備,變廢為寶,成本低廉同時減輕環境污染,值得在各個行業污水處理中進行試驗推廣。

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