旋转式脱泡消泡法--混凝协同处理造纸废水

造纸工业是能耗、物耗高，对环境污染严重的行业之一，其污染特性是废水排放量大，其中COD、悬浮物( SS) 含量高，色度严重。传统的活性污泥法生物处理工艺对COD 去除效果不够理想，造成出水COD 超标。在国家造纸水污染物标准日益严格、纸厂节水力度不断加大的情况下，废水的循环利用至关重要。

1、 实验部分

1． 1 材料与仪器

造纸废水，取自兴平造纸厂，COD 8 560 mg /L，浮浆含量2 200 mg /L，吸光度0． 483( 稀释10 倍);硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、阳离子聚丙烯酰胺等均为工业品。

722型分光光度计。

1． 2 实验方法

取造纸废水于8 个烧杯中，搅拌，产生大量的泡沫、浮浆，滤网和纱布过滤。用稀硫酸调节pH 至中性，加入絮凝剂，搅拌15 min 后静置12 h，测定上清液中COD 值。

1． 3 分析方法

1． 3． 1 泡沫高度的测定    分别取50，40，30 mL 造纸废水，置于100 mL 量筒中，用塞子塞住量筒口，剧烈振荡3 min，测量高度。

1． 3． 2 浮浆含量的测定    根据造纸废水污染物项目测定方法GB 11901—89 用重量法测定黑液中的悬浮物。

1． 3． 3 最大吸收波长的确定    在380 ～ 550 nm 下测量废水的吸光度( 原液稀释10 倍后，用蒸馏水作参比) ，结果见图1。

（图1）

由图1 可知，最大吸收峰出现在390 nm 处。故选用390 nm 波长进行测定。

 

 

 

 

2、 结果与讨论

2． 1 旋转式脱泡消泡效果

用旋转式脱泡消泡法消除泡沫，结果见表1。

由表1 可知，采用旋转式脱泡消泡法去除泡沫，泡沫去除率为65%，加入消泡剂，泡沫去除率提高到85%。

2． 2 旋转式脱泡消除浮浆效果

用旋转式脱泡消泡法消除浮浆，废水中的浮浆漂浮在上层，滤布的网眼细小，绝大部分浮浆可被滤布过滤掉，处理后的废水的浮浆含量为200 mg /L，浮浆去除率为91%。

2． 3 单种混凝剂混凝效果的分析

2． 3． 1 硫酸铝( 浓度100． 015 2 g /L)

（图2）

由图2 可知，废水COD 和吸光度随着硫酸铝加入量的增加先降低后增加，加量3 mL 时COD 和吸光度最低，混凝效果最佳。硫酸铝的过量投加，会发生胶体的再稳现象，而且硫酸铝所形成的沉淀颗粒细小，未能形成大的絮团，且沉降速度慢，沉淀与溶液的界面不清晰。因此，硫酸铝不是理想的混凝剂。

2． 3． 2 聚合氯化铝( PAC 浓度10． 038 0 g /L) 的混凝效果

（图3）

由图3 可知，废水COD 和吸光度随着聚合氯化铝加入量的增加先降低后缓慢增加并有小波动，聚合氯化铝投加量为5 mL 时，上清液的COD 和吸光度最低，混凝效果最佳，沉淀的颗粒较大，静置沉淀后与上层清液的界面清晰。

2． 3． 3 聚合硫酸铁( PFS 浓度9． 891 2 g /L) 的混凝效果见图4。

（图4）

由图4 可知，废水COD 和吸光度随着聚合硫酸铁加入量的增加呈现先降低后增加的趋势，当聚合硫酸铁投加量为2 mL 时，COD 和吸光度最低，混凝效果最佳。聚合硫酸铁混凝沉淀的颗粒较聚合氯化铝大，沉淀与上层清液的界面清晰，分层时间也较聚合氯化铝短。

2． 3． 4 阳离子聚丙烯酰胺( CPAM 浓度1． 000 0 g /L)的混凝效果

以1． 000 0 g /L 的CPAM 为混凝剂进行实验，溶液并没有马上发生明显变化，放置较长一段时间后，在少数烧杯底部和中部形成大块絮状沉淀，而上清液的颜色较深。

2． 4 复合混凝剂的混凝效果

2． 4． 1 PAC 和PFC复配

由于聚合氯化铝的投加量大小对溶液pH 值影响很小，所以选择聚合氯化铝作为第一种絮凝剂，用量为5 mL，然后分别加入不同体积的PFS，结果见图5。

（图5）

由图5 可知，当每升水中加入复合絮凝剂PAC( 10． 038 0 g /L) ∶ PFS( 9． 891 2 g /L) = 5 ∶ 2 ( 体积比) 7 mL 时，清液COD 值最低，絮凝效果较单独使用聚合氯化铝和聚合硫酸铁为佳。

2． 4． 2 PAC、PFC、CPAM 复配

当每升黑液中加入复合混凝剂PAC( 10．038 0 g /L) ∶ PFS( 9． 891 2 g/L)∶ CPAM( 1． 000 0 g /L) = 5 ∶ 2 ∶ 2( 体积比) 9 mL 时，见图6。

（图6）

由图6 可知，混凝效果最好，而且和仅PAC 和PFS 组成的复合絮凝剂比较，每升黑液中加入2 mLCPAM，COD 去除率提高3． 5%，脱色率提高4． 1%，COD 去除率、脱色率均明显提升。

2． 5 旋转式脱泡消泡法/混凝协同处理前后废水水质分析

取1 000 mL 废水，搅拌，用滤网和纱布过滤掉泡沫和浮浆，加入复合絮凝剂PAC( 10． 038 0 g /L)∶ PFS( 9． 891 2 g /L) ∶ CPAM( 1． 000 0 g /L) = 5 ∶ 2 ∶2( 体积比) 9 mL /L，搅拌15 min 后静置12 h，沉淀在下层，中间则是处理水。取处理后的废水500 mL，加入1 g 消泡剂，静置2h 后，旋转式脱泡消泡法/混凝协同处理废水前后的各项指标见表2。

（表2）

注: 吸光度是稀释10 倍后测得的。

由表3 可知，经旋转式脱泡消泡法/混凝协同处理的废水，浮浆去除率达91%，泡沫去除率为85%，在脱除泡沫、浮浆的同时，COD去除率达96．7%，脱色率55．7%，基本符合了二次用水的标准。

3、 结论

采用如下的处理工艺条件，可将污染程度高的造纸废水处理至符合循环利用的标准，实现封闭循环用水。废水pH 调为中性，旋转式搅拌，滤布和滤网过滤，加入消泡剂1 g /L，脱泡消泡2 h，复合混凝剂用量9 mL /L，复合混凝剂配比PAC( 10． 038 0 g /L)∶ PFS( 9． 891 2 g /L) ∶ CPAM( 1． 000 0 g /L) = 5 ∶ 2∶ 2( 体积比) ，按顺序投加，混凝时间12 h。