滑石粉強(qiáng)化混凝處理造紙廢水的研究

1、滑石粉強(qiáng)化混凝處理造紙廢水的研究摘要:選擇滑石粉作為助凝劑,分別與PFS、PAC和PAFS混合,強(qiáng)化混凝處理造紙廢水,考察了滑石粉對污染物的強(qiáng)化去 除作用。結(jié)果表明:采用滑石粉作為助凝劑處理造紙廢水,CODCr的去除率可以達(dá)到90%以上,SS去除率可以達(dá)到80%以上,其 中滑石粉對SS的強(qiáng)化去除作用顯著;滑石粉作為助凝劑用量少,成本低且處理效果好,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。關(guān)鍵詞:滑石粉;助凝劑;造紙廢水;強(qiáng)化混凝中圖分類號:X793文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-9735(2009)02-0073-03造紙廢水污染物濃度高,成分復(fù)雜,可生化性差, 是較難處理的工業(yè)廢水之一。目前,造紙廢

2、水的處理 方法主要有:混凝法、膜析法、吸附法、氣浮法、生物處 理法、化學(xué)氧化法、光電催化法等1-2。采用混凝劑物化處理造紙廢水具有占地少、設(shè)備 簡單、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn),是廢水處理的有效方 法1,3。混凝法適應(yīng)性強(qiáng),工藝簡單,但處理過程中 要使用大量藥劑,處理成本較高,產(chǎn)生的污泥量大脫 水困難,易產(chǎn)生二次污染,因此該法處理效果有限3。 目前對混凝法的研究主要集中在探討各種混凝劑的 工藝條件、處理效果、經(jīng)濟(jì)價值以及開發(fā)新型高效的 混凝劑?；炷齽┑倪x擇總的原則是要求混凝效果好, 來源充足,成本低,使用方便。混凝劑的種類較多,目 前工程應(yīng)用較多的是鐵鹽系、鋁鹽系混凝劑,有機(jī)混 凝劑和復(fù)合混凝劑4。從

3、經(jīng)濟(jì)條件及投入產(chǎn)出比角度看,強(qiáng)化混凝工藝 比較適用于中小紙廠5。本文選擇普通滑石粉作為 助凝劑,分別與聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鋁 (PAC)、聚合鋁鐵(PAFS)等混合,強(qiáng)化混凝處理造 紙廢水,從廢水的化學(xué)需氧量(CODCr)和懸浮物(SS) 方面,考察滑石粉對污染物的強(qiáng)化去除作用。1實(shí)驗(yàn)1.1主要原料滑石粉為市售產(chǎn)品,具有潔白、細(xì)膩、無臭、無味、 無沙性顆粒特性,目數(shù)為425目,白度為98%。聚合 硫酸鐵(PFS)選用合肥市凈水廠生產(chǎn)的液態(tài)產(chǎn)品,聚 合鋁鐵(PAFS)選用合肥市凈水廠生產(chǎn)的固態(tài)產(chǎn)品, 其表征值B=30%。實(shí)驗(yàn)水樣來自六安市某造紙廠, 水質(zhì)如下:pH值7.1,CODCr為

4、398.6mg/L,SS為 362mg/L,色度430度。1.2實(shí)驗(yàn)方法攪拌時間和攪拌強(qiáng)度是影響混凝處理的重要參 數(shù),以保持燒杯內(nèi)顆粒均勻懸浮起來為度,以加強(qiáng)混 凝沉淀效果。攪拌時間及強(qiáng)度參考文獻(xiàn)678的 研究結(jié)果,并進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。采用PFS作混凝劑時: 300r/min快速攪拌30s,150r/min中速攪拌6min, 60r/min慢速攪拌20min;采用PAC作混凝劑時: 300r/min快速攪拌1min,50r/min中速攪拌10min, 60-80r/min慢速攪拌20min;采用PAFC作混凝劑 時:300r/min快速攪拌2min,150r/min中速攪拌 10min,50r/m

5、in慢速攪拌5min。攪拌結(jié)束后靜止沉 淀40min,然后取上清液進(jìn)行分析測定。助凝劑在慢 速攪拌開始時加入。實(shí)驗(yàn)評價指標(biāo)為CODCr、SS、pH值。其中 CODCr、SS測定采用標(biāo)準(zhǔn)方法,pH值測定采用PHS -2C型酸度計。2結(jié)果與討論不同混凝劑的投加量及其工藝條件的不同,直接 影響廢水的處理效果。本研究分別采用PFS、PAC、 PAFS為混凝劑,考察其投加量對污染物去除效果的 影響,并分別與添加滑石粉后的處理效果進(jìn)行比較。2.1PFS、PAC、PAFS的投加量對污染物去除效果 的影響PFS、PAC、PAFS的用量對混凝效果的影響如 圖1-圖3所示。由圖1-圖3可知,CODCr、SS的去除

6、率均隨 PFS、PAC、PAFS投加量的增加有先上升而后又下 降的趨勢。當(dāng)PFS投加量為0.60.8ml/L時、PAC 投加量為120 160mg/L時、PAFS投加量約為 50mg/L時,分別取得較好的處理效果。僅從污染物 的去除效果來看,PAFS略優(yōu)于PFS和PAC。2.2滑石粉的投加量對污染物去除效果的影響混凝實(shí)驗(yàn)是在PFS的用量為0.8ml/L、PAC用 量為160mg/L、PAFS用為50mg/L時,分別加入滑 石粉作為助凝劑,考察滑石粉投加量對污染物去除效 果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4-圖6。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,不同混凝劑與滑石粉組 合,滑石粉投加量對污染物去除效果的影響顯著。當(dāng) PF

7、S的用量為0.8ml/L,滑石粉投加量為0.8g/L 1.0g/L時,污染物去除效果最優(yōu);當(dāng)PAC用量為 160mg/L,滑石粉投加量為1.2g/L時,污染物去除 效果最優(yōu);當(dāng)PAFS用量為50mg/L時,滑石粉投加 量為0.4g/L0.5g/L時,污染物去除效果最優(yōu)。強(qiáng) 化混凝處理后的水樣澄清,色度明顯減小,且絮凝體 不膨松,沉降性較好。2.3滑石粉的助凝作用根據(jù)混凝動力學(xué)中碰撞速率方程及表面絡(luò)合理 論,滑石粉的化學(xué)式為Mg3(Si4O10)(OH)2,屬于層 狀硅酸鹽黏土礦類,擁有大量的表面羥基,它們均可 參與各種表面質(zhì)子遷移,配體交換及絡(luò)合反應(yīng),因此, 滑石粉的表面絡(luò)合吸附和碰撞速率的共

8、同貢獻(xiàn),使其 具有一定的助凝作用5。本研究在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,滑石粉與PFS、 PAC、PAFS組合,使CODCr的去除率分別提高了 3·0%、4.0%和2.5%;使SS去除率分別提高了 27·1%、29.4%和26.5%?？梢?混凝過程中滑石粉 的加入對污染物的去除具有一定的強(qiáng)化作用,尤其對 SS的強(qiáng)化去污作用顯著。3結(jié)論(1)通過實(shí)驗(yàn)研究,分別以PFS、PAC和PAFS 為混凝劑處理造紙廢水,僅從污染物的去除效果來 看,PAFS略優(yōu)于PFS和PAC。(2)利用滑石粉作為助凝劑,與PFS、PAC和 PAFS配合使用處理造紙廢水,可使CODCr的去除率 提高2.54.0%,

9、使SS去除率提高了26.5% 29·4%?；鄣募尤霃?qiáng)化了造紙廢水的處理效果, 且處理后絮凝體較密實(shí)、沉降性好,水樣澄清。(3)本實(shí)驗(yàn)中滑石粉不僅用量少,成本低而且處 理效果好,穩(wěn)定,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。參考文獻(xiàn):1張旋,姜洪雷.造紙廢水治理技術(shù)的研究進(jìn)展J.工業(yè)水 處理,2007,27(1):8-11.2隋智慧.無機(jī)復(fù)合混凝劑處理造紙綜合廢水J.中國造 紙,2005,24(5):26-29.3朱亦仁.膜分離和光催化氧化技術(shù)在造紙廢水處理中的應(yīng) 用及研究進(jìn)展J.徐州師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2007,25(4):1-7.4徐東輝,李德生,王寶山.強(qiáng)化處理技術(shù)在造紙廢水處理中 的試驗(yàn)研究J.江蘇化工,2001,29(2):36-39.5楊崇豪,周瑞云,張潔.超細(xì)滑石粉強(qiáng)化混凝處理廢紙造紙 廢水J.中國造紙,2006,25(6):28-30.6韋曉燕