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聚合氯化鋁投加量對印染廢水的影響

印染廢水具有水量大、有機污染物濃度高、色度深、堿性大、水質變化大、成分復雜等特點，屬較難處理的工業(yè)廢水之一。本文以某開發(fā)區(qū)印染廠廢水為實驗對象，采用無機高分子絮凝劑聚合氯化鋁（pac）對其進行混凝實驗，結果表明，當pac的加投量為500mg/l、溶液ph值為8、攪拌強度為150r/min、攪拌時間為10min、沉降時間為30min時，對印染廢水的絮凝效果達到codcr去除率為68.6%、濁度去除率為81.7%。pac在處理印染廢水時絮凝性能優(yōu)越。 

 

    關于絮凝劑的定義目前有兩種解釋：其一是根據膠體粒子聚集過程的不同階段，即膠粒表面改性（靜電中和）及膠粒的粘連，將主要是膠粒表面改性或由于壓縮雙電層而產生脫穩(wěn)作用的藥品稱為凝聚劑；而將主要使脫穩(wěn)后的膠粒通過粒間搭橋和卷掃作用粘結在一起的稱為絮凝劑。其二把凝聚劑和絮凝劑兩者當作同義語，不加區(qū)分互相通用。

 

    本文研究的固體聚合氯化鋁絮凝劑，為淡黃色固體，其氧化鋁（al2o3）的含量≥27.0%，鹽基度在45.0%～85.0%之間，水不溶物的含量≤3.0%，1%水溶液的ph值在3.5～5.0之間。 1.2 分析內容與方法 1.2.1 分析內容 1.2.1.1 研究聚合氯化鋁對印染廢水的絮凝效果，找出投加量與ph值，并討論它們對聚合氯化鋁絮凝效果的影響。 1.2.1.2 探討攪拌強度、攪拌時間、沉降時間對聚合氯化鋁絮凝效果的影響。 

1.2.1.3 比較聚合氯化鋁和硫酸鋁對印染廢水的絮凝效果。

1.2.2 分析方法 

    2.1 pac投加量對codcr、濁度去除率的影響 

分別量取六份200ml水樣于燒杯中，各加入0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.3g pac絮凝劑，先以150r/min的攪拌強度作用1min，然后以50r/min的攪拌強度作用10min，在沉降20min的條件下，取上層清液，考察pac投加量對codcr、濁度去除率的影響，pac絮凝劑的投加量應在400～600mg/l之間。此時，pac絮凝劑對codcr、濁度都有很好的處理效果。若投加量較少，則不能很好地使膠體脫穩(wěn)，不足以將膠粒架橋聯(lián)接起來，導致形成的絮體不夠多、大，不能起到很好的吸附卷掃作用，絮凝效果不夠理想。若偏多，則會使膠粒的吸附面均被無機pac高分子覆蓋，兩膠粒接近時，就受到高分子之間的相互排斥而不能聚集，產生“膠體保護”作用，使絮凝效果下降，甚至重新穩(wěn)定，即“再穩(wěn)”[8]。 

    在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，pac對印染廢水的脫色效果也很明顯。原水樣的顏色為藍紫色，加入pac后，顏色明顯變淺。而由表2中可以看出，峰值出現(xiàn)在pac加入量為500mg/l時。此時，效果，codcr 去除率達68.6%，濁度去除率達81.7%。 故確定pac的加入量為500mg/l。 

    2.2 ph值對codcr、濁度去除率的影響 

    分別量取六份200ml水樣于干凈的燒杯中，將各水樣的ph值分別調節(jié)至5、6、7、8、9、10，然后各加入0.1g pac絮凝劑，先以150r/min的攪拌強度作用1min，然后以50r/min的攪拌強度作用10min，在沉降20min的條件下，取上層清液，考察在投加量的情況下，不同ph值對codcr、濁度去除率的影響，實驗結果如表3。 

    一般來講，在絮凝反應中，ph值的影響是非常大的，它對膠體表面電荷的zeta(ζ)電位，混凝劑的性質和作用等都有很大的影響。不同的混凝劑都有其的混凝區(qū)域。ph值調整的恰當，就可以節(jié)約大量的藥劑，降低成本，并且能夠使絮凝作用發(fā)揮得完全，絮凝效果好；反之，ph值選擇不恰當，輕者影響混凝效果，重者不能形成絮凝沉淀，甚至使已形成的絮凝體重新變成膠體溶液[8]。 而由資料得知[3]，pac的水解聚合形態(tài)強烈地依附于水體的ph值。在低ph值時，pac的水解形態(tài)為單體形式，在中性范圍內為多核水解產物al7(oh)174+、al6(oh)153+，高ph值時為al(oh)3、al(oh)4-。 

    通過以上圖表可知，在中性與弱堿條件下，pac絮凝劑對codcr、濁度的處理效果受影響的程度不大，仍有著較高的去除率。而且在在實驗過程中，ph值對pac的脫色效果影響也不大。其中，codcr去除率達到68.4%，濁度去除率達到79.7%。 確定pac的絮凝ph為8。 

    2.3 攪拌強度、攪拌時間對codcr、濁度去除率的影響 分別量取四份200ml水樣于干凈燒杯中，調節(jié)溶液ph值到8，再加入0.1g pac絮凝劑。分別以50r/min、100r/min、150r/min、200r/min轉速攪拌10min，靜置沉降20min，取上層清液，考察攪拌強度對codcr、濁度去除率的影響。 

通過實驗得知，對于該水樣，攪拌強度對pac的絮凝效果一定的影響，但不是很大。當攪拌強度較小時，codcr的去除率比優(yōu)絮凝條件下低9%，濁度去除率低10%左右；當攪拌強度較大時，codcr、濁度去除率也有明顯下降。 

    由此可以看出，當攪拌強度過小時，不利于絮凝劑與顆粒物的充分接觸；當攪拌強度過大時，則容易將大顆粒的固體攪碎變成小顆粒，將能夠沉淀的顆粒攪碎變成不能沉淀的顆粒，同樣降低了絮凝效果。 

    接著，我們討論攪拌時間對codcr、濁度去除率的影響。取三份水樣，調節(jié)溶液ph值到8，再加入0.1g/200ml pac絮凝劑，以150r/min分別攪拌2min、10min、20min，靜置沉降20min，取上層清液，考察攪拌時間對codcr、濁度去除率的影響。結果如表5所示。 由表5可以看出，攪拌時間對pac的絮凝效果也有影響。攪拌2min時，絮凝劑與水樣中顆粒物作用不夠充分，不利于捕集膠體顆粒，而且絮凝劑的濃度分布也不均勻，更不利于發(fā)揮絮凝劑的作用[8]。此時，codcr、濁度去除率比絮凝條件下低11%、13%之多。攪拌時間過長，又容易將已經形成的絮狀物攪碎，使其懸浮于水中，導致絮凝效果下降，此時codcr、濁度去除率僅達64.5%、73.7%。 本文確定攪拌強度為150r/min，攪拌時間為10min。 2.4 沉降時間對codcr、濁度去除率的影響。

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