新型混凝剂处理废水

摘要:自行研发出一种新型混凝剂,它能广泛应用于印染废水、生活污水和餐饮废水等的处理。经过一步强化混凝处理后,各种废水的COD、色度和浊度等均有良好的去除效果。混凝污泥可以再生重复利用。

关键词:混凝剂　印染废水　生活污水　餐饮废水

传统的一级处理及二级处理废水处理工艺已难以适应当今的废水净化处理要求,处理后出水更不能满足回用水的水质要求,只能进一步附加传统的三级处理设备系统。因而它既需要庞大复杂的传统二级生化处理系统,也回避不了投资和运行费用都十分昂贵的传统三级过滤吸附处理系统。远远不能满足日益增长的环保市场对净化效率更高、处理出水水质更好、投资和运行费用更低的污水处理新技术及新装备的迫切需要。强化混凝是当今水处理工艺技术中一种可满足上述需求的极富潜力的污水处理新技术。强化混凝的关键是高效混凝剂的开发和新型混凝装备的研制。本研究将研发一种新型混凝剂,并应用于印染废水、生活污水和餐饮废水的处理。

1　试验部分

1.1　测定方法和仪器

COD:重铬酸钾氧化法,冷凝回流装置;色度:分光光度法,UV2100分光光度计;浊度:分光光度法,UV2100分光光度计。

1.2　新型混凝剂的制备

将若干廉价的天然和废弃无机粉料(如粉煤灰、粘土等矿物,其中主要含硅、镁、钙和铁等)按一定的比例配伍,再进行简单活化和极少量的高分子絮凝剂复配而成新型的混凝剂。应用时将其配成质量百分比为6%的悬浊液,投加到废水中即可。

1.3　试验方法

取试验废水1.5L于烧杯中,滴加一定量混凝剂悬浊液于烧杯中,搅拌,调节体系pH,搅拌1min(转速120r/min)后,停止,可以看到大量的絮凝物出现,并立即沉降。等待30s后,同样转速再搅拌,2min后停止,静沉。随着絮凝物的沉降,废水逐渐变清,5min后,沉降基本完成。测定混凝前后废水的COD、色度和浊度等的变化。

2　结果与讨论

2.1　印染废水的处理实验印染废水中主要含有染料、浆料、纤维杂质及少量的无机盐等,属于成分复杂、高浓度、难降解的工业废水。特别是活性染料和阳离子染料,利用一种混凝剂或简单的混凝剂根本达不到处理的效果。试验用印染废水来自南京印染厂,其水质如表1所示。

表1　印染废水水质





2.1.1混凝pH

悬浊液投加量15ml/L,在不同的pH下,试验混凝剂的混凝效果。



从表1看出该混凝剂的作用pH为碱性,pH在10～11时混凝效果最好,COD和色度去除率分别达到60.6%和90%。

2.1.2混凝悬浊液的投加量选定混凝pH在10～11。

表2　不同投加量下的处理效果
Table2　Effectofdifferentamountsofcoagulation



从表 2可知 ,混凝剂悬浊液在最佳投加量为 20ml/L,COD去除率达到74.7%。

混凝剂对印染废水处理能产生大量的污泥,这也是混凝处理印染废水急需解决的问题。该混凝剂产生的污泥有良好的压缩性,沉降完全后,底部的污泥约占总体积的10%。去掉烧杯中的上清液,保留底部的湿混凝污泥,再向烧杯中加入等量的印染废水,上清液同样到达第1次的指标,而底部的污泥量仍约总体积的10%。连续重复3次,均达到较好的处理效果(表3),并且湿污泥的体积基本不增加。将失去有效混凝作用的湿污泥在马弗炉中灼烧(800℃)1h,并再进行简单活化及加入极少量的高分子助凝剂,其再生的混凝效果基本不变。

表3　湿污泥重复利用3次的试验结果
Table3　Coagulatedresultsof
wetsludgereusedbythreetimes



印染废水的COD从1200mg/L降到300mg/L左右,达到国家污水综合排放标准。

2.2　生活污水的处理试验

生活污水主要是指化粪池水、餐饮废水和部分工业废水混合后的污水。我们将研制的混凝剂用于生活污水的处理,试验用生活污水取自南京某污水处理厂。在pH为10～11,混凝剂悬浊液投加量为20ml/L的条件下处理生活污水,结果如表4所示。

表4　生活污水的混凝处理
Table4　Coagulatedresultsofdomesticwastewater



混凝剂产生的湿污泥可以重复利用10次。第10次后,污泥的体积基本没有增加,与第1次产生的污泥量基本相同,并且出水水质良好(表5)。



当前生活污水的处理最常用的是活性污泥法,但产生大量的污泥。这种污泥含水率高,不易脱水,需要长时间的堆放凉干,那就不得不留出一部分空地来堆放污泥,既占空间,又易对环境造成二次污染。该混凝剂失去有效混凝作用后,可以灼烧后重新利用(见印染废水的处理),混凝效果与灼烧前基本一样。所以说该混凝剂能较好的解决污泥这样的一个问题,为生活污水的快速处理提供了一种新的工艺。

2.3　餐饮废水的处理试验

餐饮废水在水质指标在与生活污水有较大的差异,含油量高、动植物蛋白含量高及固体悬浮物多,微粒表面强烈吸附着表面活性剂分子,使界面张力降低,增加了分散体系的稳定性。利用混凝剂对餐饮废水处理已有报道,但都存在一定的问题。

本文作者将自行研制的混凝剂用于餐饮废水的处理。试验用餐饮废水呈浑浊的灰黄色,含较多的油脂,略带臭味。

2.3.1　最佳pH

进水COD约为7500mg/L,药剂投加量20ml/L。



可见最佳pH在11～12之间,COD去除率达78.7%。

2.3.2　混凝悬浊液的投加量

pH为11～12,进水COD约7500mg/L。最佳混凝悬浊液投加量在25ml/L左右,COD去除率达81.1%。
2.3.3　系统对COD去除率的稳定性

由图4可知,餐饮废水的COD去除率始终稳定在80%左右。







进水COD在750～7500mg/L时,出水浊度达到5度以下,而色度也在10倍以下。混凝剂可以重复利用5次,并且每次处理的效果基本不变,泥量没有明显的增加,失去有效混凝作用的泥灼烧后可重新利用(参见印染废水的处理)。这说明该混凝剂同样适合于餐饮废水的处理。

经过混凝处理的餐饮废水还没有达到排放标准,需要进行生化处理才能排放。餐饮废水经过混凝处理后,已大大减轻了二级生化处理的负荷,这也就相应减少了生化处理的水力停留时间,提高了废水处理量。

一般的废水带有负电荷,因此根据此种性质,要在废水中投加能产生正电荷的混凝剂,以压缩废水中胶体的双电层,为下一步的快速絮凝提供必要的条件。虽然压缩双电层也能使部分胶体产生混凝,但作用力度显然不够,需要进一步的絮凝,这就借助于吸附架桥和卷扫作用。本混凝主要成分是无机粉料,在碱性条件下,硅、镁、钙和铁等成分可能会产生巨大的网状表面结构并带有一定的正电荷,在压缩双电层脱稳的同时,以一张巨大的网将脱稳的胶体颗粒粘附网捕于网上,经过卷扫迅速沉淀,完成了对胶体的混凝。同时加入少量的高分子絮凝剂,产生吸附架桥作用,协助卷扫作用,使对废水的混凝效果更好,沉淀更快。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

3　结　论

(1)新型混凝剂对印染废水、生活污水、餐饮废水等有良好的处理效果,COD去除率分别为74%、83%和81%,并且最终出水水浊度均低于5度。

(2)印染废水经过混凝处理后可以达到国家污水排放三级标准。如果要达到回用标准,必须经生化处理。生活污水经混凝处理后达到部分回用标准。餐饮废水的混凝处理没达到排放标准,也需对其进行二次生化处理。

(3)自行研发的混凝剂可以重复利用。湿泥可以重复利用的次数不等,失去有效混凝作用污泥经灼烧后,重新活化可再利用。新型混凝剂对印染废水、生活污水和餐饮废水的COD有良好的去除效果,但对于部分废水没有达到排放标准。由于废水中70%～80%的COD已经被去除,所以二级生化处理的负荷大大减少,反应池的体积缩小,节省土地。并且水力停留时间缩短,提高了生化处理效率。对于本文作者开发的强化混凝2生化处理整套工艺来讲,其水力停留时间远远小于传统的一级和二级废水处理工艺,并且反应器的占地面积相应减少,使得反应系统简单、紧凑、高效及处理成本低,是一套具有实际应用价值的废水处理工艺。