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聚丙烯酰胺与聚合氯化铝处理造纸黑液的对比

【文章来源】:澳门新葡萄京所有网站

【发布日期】:2018/6/4 15:45:38

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    聚丙烯酰胺.jpg选用恰当的絮凝剂和其它方法处理造纸废水不仅能降低成本,而且能提高处理效率,并且能为广大中小型企业所接受,使得小型造纸企业能在激烈的竞争中得以生存和发展。鉴于此,对不同混凝剂(PAC、PAM)处理黑液的效果进行了尝试性研究,通过化学混凝实验对造纸黑液的处理进行了探讨。

    聚丙烯酰胺.jpg水样

    实验废水取自武汉市某造纸厂,该厂使用碱法制浆,其蒸煮过程产生黑液。取样时,黑液的温度约70℃,呈深棕褐色浑浊液,粘度大,有刺激性气味。

    聚丙烯酰胺.jpg药剂

    1)絮凝剂:聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM);2)分析用药剂(均为分析纯):浓硫酸、盐酸、硫酸铝钾、钼酸铵、重铬酸钾、硫酸银、硫酸汞。

    聚丙烯酰胺.jpg实验仪器和设备

    1)XJ2)型COD消解装置;2)721分光光度计;3)PHS22C数字酸度计;4)SC956实验搅拌器。

    聚丙烯酰胺.jpg结果与讨论

    聚丙烯酰胺.jpgPAC对造纸黑液混凝效果的影响

    取稀释10倍的原水水样400mL,搅拌强度为300rmin30s、50rmin300s,沉淀3.0h,PAC加入量为10gL,首先考察PAC作用的最佳pH值,从图1可以看出,在pH值为4.0时,PAC的处理指标COD和浊度都是最好的。为了进一步研究PAC的最佳投药量,将pH值调至4.0,加入不同量的PAC,由图2可以看出,投药为1.4gL时,浊度去除率可达99.81%;投药为2.6gL时,COD去除率可达72.6%,1.4gL时取稀释10倍的原水水样400mL,搅拌强度为300rmin30s、50rmin300s,沉淀3.0h,PAC加入量为10gL,首先考察PAC作用的最佳pH值,从图1可以看出,在pH值为4.0时,PAC的处理指标COD和浊度都是最好的。为了进一步研究PAC的最佳投药量,将pH值调至4.0,加入不同量的PAC,由图2可以看出,投药为1.4gL时,浊度去除率可达99.81%;投药为2.6gL时,COD去除率可达72.6%,1.4gL时去除率次之,为72.1%,综合经济因素选择1.4gL作为最佳投药量。

图1-图4.jpg

由于搅拌强度也可能对絮凝产生影响,将pH值调至4.0,加入聚合氯化铝1.4gL,由实验数据可知,将慢速搅拌的时间延长可以提高处理的效率。因为适当延长搅拌的时间可以使絮凝剂和固体颗粒充分接触,而且絮凝剂的浓度分布也较均匀,有利于絮凝剂捕集胶体颗粒。同时研究了温度对去除率的影响,数据见表2。

不同温度下浊度和COD的去除率.jpg

    由表2可以看出,温度对浊度和COD去除率的影响不大,从室温到取样时的黑液温度,去除率的变化不大。原因可能是在该温度范围内,颗粒间的相互作用能以吸引能为主,能够形成絮凝体。

    通过正交试验可以得知,PAC单独作用处理造纸黑液时,pH值的影响最大,投药量次之,搅拌强度和温度的影响较小。最佳试验条件为:pH=4;投药量为1.4gL废水;温度为35~50℃;搅拌强度为:300rmin30s;50rmin300s。

    聚丙烯酰胺.jpgPAM对造纸黑液混凝效果的影响

    取稀释10倍的原水水样400mL,调节不同的pH值,加入1.0gLPAM,首先考察PAM作用的最佳pH值,从图3可以看出,pH值小于4后变化不大,选择pH=3.5为最佳酸度。

图5图6.jpg

    进一步研究聚丙烯酰胺的最佳投药量,将pH值调至3.5,用10%HCl酸析后,加入不同量的PAM,由图4可以看出,浊度去除率的变化不大,当PAM投加量为0.01gL时,COD去除率可达到55.8%,故最佳投药量选为0.01gL。2.3PAC和PAM联合作用对造纸黑液混凝效果的影响取稀释10倍的原水水样400mL,将pH值调至3.5,用10%HCl酸析后,首先分别加入0.8gL、1.0gL和1.2gLPAC,再加入不同量的PAM,从图5、图6中可以看出,当加入的PAM为0.003gL,COD的去除率均最高,综合浊度和COD去除率的情况来看,PAC的最佳投加量为1.2gL。

    聚丙烯酰胺.jpg结论

    a.PAC单独作用时,pH值的影响最大,投药量次之,搅拌强度和温度的影响较小。最佳pH值在4.0左右,当投药量为1.4gL时,浊度去除率可达到99.81%,COD去除率也可达到72.1%,效果比较明显。

    b.PAM单独作用时对高浊度水的处理效果不甚理想。当pH=3.5时,投药量为20mL时浊度去除率最高为98.16%,而COD去除率也仅能达到5.8%,与PAC相比效果不是很理想。

    c.PAC和PAM联合作用时,试验的最佳pH值为3.5左右,当PAC的投加量为1.2gL,加入PAM0.003gL时,浊度去除率为99.73%,COD去除率也能达到67.95%。可以看出,联合作用时的效果比PAC单独作用时的效果还是稍差,但在实验过程中,PAM的加入可以明显加快沉降速度。

    聚丙烯酰胺.jpg从试验结果可以看出,直接用絮凝法对高浓度的造纸黑液进行处理,浊度、色度、SS的去除率都很高,但对COD的去除率一般为60%~70%,剩余COD仍大于3000mgL,远远达不到国家规定的排放标准。其主要原因是,絮凝法可以将纤维素、木质素大部分去除,絮凝形成的矾花有一定的吸附功能,也可吸附去除少量的水溶性有机物,但大部分的水溶性污染物是不可能去除的,这就需要采取生物法对水溶性污染物进一步处理。

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