废水预处理混凝沉淀实验分析

2021-08-15王伟

中国环保产业 2021年7期

王伟

（厦门科林尔环保科技有限公司，福建厦门 361010）

混凝沉淀是生产废水及生活污水处理中，最基本也极为重要的处理过程。不同产品的生物医药生产废水水质变化较大，含有较多悬浮物质及胶体颗粒，因此在进入生化系统处理之前先进行混凝沉淀预处理是十分必要的。

要取得较好的混凝沉淀效果，需先确定合适的酸碱条件及适宜的加药量。针对偏酸水质，NaOH 是较常用且经济、有效的pH 值调节药剂。PAC 与PAM 是目前废水混凝沉淀处理中较常见的混凝剂与絮凝剂，具有混凝效果好、价格低等优点。本文以NaOH 调节废水pH 值，以PAC 和PAM 复合处理废水，从而获得最佳投药量、搅拌及沉淀时间，为生物医药生产废水预处理提供一定依据。

1 实验材料

1.1 实验水质

某医药公司生产废水水质见表1。

表1 某生物医药生产废水水质

1.2 实验药剂及仪器

1.2.1 实验药剂

PAC，碱化度为45%，含30%Al2O3，使用时配制成10%的水溶液；PAM，国产品牌，使用时配制成0.1%的水溶液；10%的NaOH 溶液。

1.2.2 实验仪器

JTY-6 型混凝实验搅拌器；PHS-3C 酸度计；哈希分光光度计。

2 实验方法

在一系列500mL 水样中分别投加不同量的实验药剂，控制不同的搅拌速度和搅拌时间，静置沉降30min。取上清液，用分光光度法测定SS。

2.1 pH 值对SS 去除率的影响

取5 份500mL 水样，分别用NaOH 溶液调节成不同的pH 值，再各加入1.0mL PAC 溶液、0.5mL PAM 溶液，搅拌20s（搅拌速度为40r/min）、沉降30min 后，测上清液的SS 浓度，观察pH 值对SS 去除率的影响。实验结果见表2。

由表2 可知，当原水pH 值小于7 时，混凝沉淀效果一般；pH 值为7～9 时，絮凝反应效果较好；pH值大于10 时，反应效果有所下降。这是因为在铝盐的水溶液中，存在着Al3+等单体形态、[Al3(OH)4]5+等一系列的聚合形态和Al(OH)3溶胶形态，在酸性条件下单体形态为主要存在形态，随着pH 值的升高，单体形态发生水解，生成聚合形态，最终形成Al(OH)3沉淀。因此，提高铝盐混凝剂中聚合形态的百分含量，可大幅改善混凝效果[1]。

表2 pH 值对SS 去除率的影响

2.2 PAC 加药量对SS 去除率的影响

PAC 混凝剂的加入量关系到混凝反应的完全程度及废水处理成本，所以需确定其用量。将原水pH值调节至8.0，取5 份500mL 水样，分别加入0.5mL PAM 溶液以及不同量的PAC 溶液，搅拌20s（搅拌速度为40r/min）、沉降30min 后，测上清液的SS 浓度，观察PAC 加药量对SS 去除率的影响。实验结果见表3。

表3 PAC 加药量对SS 去除率的影响

由表3 可知，PAC 加药量为1.0～2.0mg/L 时，可取得较好的SS 去除效果。这是因为加药量不足时，混凝不充分，悬浮物不能完全絮凝沉降；适量加药时，胶体及悬浮物可快速脱稳凝聚；加药量过大时，会造成胶体复稳，沉淀效果变差。

2.3 搅拌速度对SS 去除率的影响

将原水pH 值调节至8.0，取5 份500mL 水样，各加入1.5mL PAC 溶液、0.5mL PAM 溶液，分别用不同的搅拌速度搅拌20s、沉降30min 后，测上清液的SS浓度，观察搅拌速度对SS 去除率的影响。实验结果见表4。

表4 搅拌速度对SS 去除率的影响

由表4 可知，搅拌速度为30～50r/min 时，可以取得较好的混凝沉淀效果。这是因为适当的搅拌可以增大微粒之间的碰撞概率，有利于絮体形成；搅拌速度过小，微粒间的碰撞概率较小，混凝沉淀不充分；搅拌速度过大，会使已经形成的絮形体被搅散，混凝效果变差[2]。

2.4 搅拌时间对SS 去除率的影响

将原水pH 值调节至8.0，取5 份500mL 水样，全部加入1.5mL PAC 溶液、0.5mL PAM 溶液，以40r/min的搅拌速度分别搅拌不同时间，沉降30min 后，测上清液的SS 浓度，观察搅拌时间对SS 去除率的影响。实验结果见表5。

表5 搅拌时间对SS 去除率的影响

由表5 可知，搅拌时间为20s 时，可取得较好的混凝沉降效果。搅拌时间过短，微粒碰撞的时间较少，反应不充分；搅拌时间过长，已经形成的絮体会被打散，反应效果变差。

2.5 PAM 加入量对混凝沉降效果的影响

将原水pH 值调节至8.0，取4 份500mL 水样，编成1～4 号。1 号、2 号水样均加入1.0mL PAC 溶液，1 号水样加0.5mL PAM 溶液，2 号不加PAM 溶液；3 号、4 号水样均加入1.5mL PAC 溶液，3 号水样加0.5mL PAM 溶液，4 号水样不加PAM 溶液。搅拌20s（搅拌速度为40r/min）、沉降30min 后，测上清液的SS浓度，观测PAM 加入量对混凝沉降效果的影响。实验结果见表6。

表6 PAM 加入量对混凝沉降效果的影响

由表6 可知，在相同的PAC 加药量条件下，加入适量的PAM，可以提高SS 的去除率。要达到相同的SS 去除率，加入PAM 相对不加PAM 需要更少的PAC药剂。这是因为有机高分子絮凝剂PAM 主要是通过其链状分子的吸附架桥而起到助凝作用，与其他混凝剂一起使用，能产生良好的混凝效果，可以有效提高絮凝颗粒尺寸，使絮团紧密结合，加快颗粒沉降。