廢水預(yù)處理混凝沉淀實(shí)驗(yàn)分析

王偉

（廈門科林爾環(huán)保科技有限公司，福建 廈門 361010）

混凝沉淀是生產(chǎn)廢水及生活污水處理中，最基本也極為重要的處理過程。不同產(chǎn)品的生物醫(yī)藥生產(chǎn)廢水水質(zhì)變化較大，含有較多懸浮物質(zhì)及膠體顆粒，因此在進(jìn)入生化系統(tǒng)處理之前先進(jìn)行混凝沉淀預(yù)處理是十分必要的。

要取得較好的混凝沉淀效果，需先確定合適的酸堿條件及適宜的加藥量。針對偏酸水質(zhì)，NaOH 是較常用且經(jīng)濟(jì)、有效的pH 值調(diào)節(jié)藥劑。PAC 與PAM 是目前廢水混凝沉淀處理中較常見的混凝劑與絮凝劑，具有混凝效果好、價格低等優(yōu)點(diǎn)。本文以NaOH 調(diào)節(jié)廢水pH 值，以PAC 和PAM 復(fù)合處理廢水，從而獲得最佳投藥量、攪拌及沉淀時間，為生物醫(yī)藥生產(chǎn)廢水預(yù)處理提供一定依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

某醫(yī)藥公司生產(chǎn)廢水水質(zhì)見表1。

表1 某生物醫(yī)藥生產(chǎn)廢水水質(zhì)

1.2 實(shí)驗(yàn)藥劑及儀器

1.2.1 實(shí)驗(yàn)藥劑

PAC，堿化度為45%，含30%Al2O3，使用時配制成10%的水溶液；PAM，國產(chǎn)品牌，使用時配制成0.1%的水溶液；10%的NaOH 溶液。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器

JTY-6 型混凝實(shí)驗(yàn)攪拌器；PHS-3C 酸度計；哈希分光光度計。

2 實(shí)驗(yàn)方法

在一系列500mL 水樣中分別投加不同量的實(shí)驗(yàn)藥劑，控制不同的攪拌速度和攪拌時間，靜置沉降30min。取上清液，用分光光度法測定SS。

2.1 pH 值對SS 去除率的影響

取5 份500mL 水樣，分別用NaOH 溶液調(diào)節(jié)成不同的pH 值，再各加入1.0mL PAC 溶液、0.5mL PAM 溶液，攪拌20s（攪拌速度為40r/min）、沉降30min 后，測上清液的SS 濃度，觀察pH 值對SS 去除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2 可知，當(dāng)原水pH 值小于7 時，混凝沉淀效果一般；pH 值為7～9 時，絮凝反應(yīng)效果較好；pH值大于10 時，反應(yīng)效果有所下降。這是因?yàn)樵阡X鹽的水溶液中，存在著Al3+等單體形態(tài)、[Al3(OH)4]5+等一系列的聚合形態(tài)和Al(OH)3溶膠形態(tài)，在酸性條件下單體形態(tài)為主要存在形態(tài)，隨著pH 值的升高，單體形態(tài)發(fā)生水解，生成聚合形態(tài)，最終形成Al(OH)3沉淀。因此，提高鋁鹽混凝劑中聚合形態(tài)的百分含量，可大幅改善混凝效果[1]。

表2 pH 值對SS 去除率的影響

2.2 PAC 加藥量對SS 去除率的影響

PAC 混凝劑的加入量關(guān)系到混凝反應(yīng)的完全程度及廢水處理成本，所以需確定其用量。將原水pH值調(diào)節(jié)至8.0，取5 份500mL 水樣，分別加入0.5mL PAM 溶液以及不同量的PAC 溶液，攪拌20s（攪拌速度為40r/min）、沉降30min 后，測上清液的SS 濃度，觀察PAC 加藥量對SS 去除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 PAC 加藥量對SS 去除率的影響

由表3 可知，PAC 加藥量為1.0～2.0mg/L 時，可取得較好的SS 去除效果。這是因?yàn)榧铀幜坎蛔銜r，混凝不充分，懸浮物不能完全絮凝沉降；適量加藥時，膠體及懸浮物可快速脫穩(wěn)凝聚；加藥量過大時，會造成膠體復(fù)穩(wěn)，沉淀效果變差。

2.3 攪拌速度對SS 去除率的影響

將原水pH 值調(diào)節(jié)至8.0，取5 份500mL 水樣，各加入1.5mL PAC 溶液、0.5mL PAM 溶液，分別用不同的攪拌速度攪拌20s、沉降30min 后，測上清液的SS濃度，觀察攪拌速度對SS 去除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 攪拌速度對SS 去除率的影響

由表4 可知，攪拌速度為30～50r/min 時，可以取得較好的混凝沉淀效果。這是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)臄嚢杩梢栽龃笪⒘Ｖg的碰撞概率，有利于絮體形成；攪拌速度過小，微粒間的碰撞概率較小，混凝沉淀不充分；攪拌速度過大，會使已經(jīng)形成的絮形體被攪散，混凝效果變差[2]。

2.4 攪拌時間對SS 去除率的影響

將原水pH 值調(diào)節(jié)至8.0，取5 份500mL 水樣，全部加入1.5mL PAC 溶液、0.5mL PAM 溶液，以40r/min的攪拌速度分別攪拌不同時間，沉降30min 后，測上清液的SS 濃度，觀察攪拌時間對SS 去除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 攪拌時間對SS 去除率的影響

由表5 可知，攪拌時間為20s 時，可取得較好的混凝沉降效果。攪拌時間過短，微粒碰撞的時間較少，反應(yīng)不充分；攪拌時間過長，已經(jīng)形成的絮體會被打散，反應(yīng)效果變差。

2.5 PAM 加入量對混凝沉降效果的影響

將原水pH 值調(diào)節(jié)至8.0，取4 份500mL 水樣，編成1～4 號。1 號、2 號水樣均加入1.0mL PAC 溶液，1 號水樣加0.5mL PAM 溶液，2 號不加PAM 溶液；3 號、4 號水樣均加入1.5mL PAC 溶液，3 號水樣加0.5mL PAM 溶液，4 號水樣不加PAM 溶液。攪拌20s（攪拌速度為40r/min）、沉降30min 后，測上清液的SS濃度，觀測PAM 加入量對混凝沉降效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 PAM 加入量對混凝沉降效果的影響

由表6 可知，在相同的PAC 加藥量條件下，加入適量的PAM，可以提高SS 的去除率。要達(dá)到相同的SS 去除率，加入PAM 相對不加PAM 需要更少的PAC藥劑。這是因?yàn)橛袡C(jī)高分子絮凝劑PAM 主要是通過其鏈狀分子的吸附架橋而起到助凝作用，與其他混凝劑一起使用，能產(chǎn)生良好的混凝效果，可以有效提高絮凝顆粒尺寸，使絮團(tuán)緊密結(jié)合，加快顆粒沉降。

3 結(jié)語

（1）該生物醫(yī)藥生產(chǎn)廢水加入NaOH 溶液調(diào)節(jié)pH 值為7～9，可以取得較好的混凝沉淀效果。

（2）用PAC、PAM 藥劑混合處理該生物醫(yī)藥生產(chǎn)廢水的最佳投藥量為10%的PAC 溶液1～2mg/L、最佳攪拌速度為50r/min、最佳攪拌時間為20s。在最佳條件下，SS 去除率可達(dá)到90%以上。

（3）投加適量的PAM 對混凝沉淀可起到橋聯(lián)絮凝和網(wǎng)絡(luò)絮凝的作用，增大絮體、提高沉淀速度、節(jié)省PAC 用量[3]。