常規混凝過濾法處理PVC乳化廢水的研究論文

　　摘要：採用混凝過濾工藝對PVC乳化廢水進行了預處理試驗，研究了混凝劑種類、pH值、混凝劑投加量及絮凝劑投加量對處理效率的影響。試驗結果表明：混凝劑Al2（SO4）3?18H2O對投量 100 mg／L，PAM投加量3mg/L和廢水叫值為pH值為5.5的條件下，進水（CODcr）為12000 mg/L，經混凝沉澱+石英砂過濾後，出水產（CODcr）可降至750 mg/L。

　　關鍵詞：聚氯乙烯混凝沉澱硫酸鋁石英砂過濾廢水處理

　　某化工廠乳液聚合車間採用乳液聚合工藝生產聚氯乙烯（PVC），生產過程中產生了含大量PVC的有機廢水。該廢水由三部分組成：衝釜水、淋洗水和冷卻水，而衝釜水是該廢水的主要來源。PVC廢水排放總量30 m3／d，含有聚氯乙烯、乳化劑、引潑劑、尿素等多種有機物，主要的汙染物是聚氯乙烯、乳化劑（十二烷基硫酸鈉）[1]。PVC廢水呈乳白色，表面有大量泡沫，沒有明顯的顆粒狀物質，其（CODcr）約為12000－20000 mg／L，pH值為5.5左右。

　　根據我們進行的探索性試驗和該廠的經濟情況，我們採用“混凝沉澱法+砂過濾”的試驗方案，對PVC有機廢水的預處理進行研究。

　　l 試驗裝置和藥劑

　　1.1 試驗裝置

　　DBJ621智慧定時變速六聯攪拌器，石英砂過濾柱。

　　1.2 試驗藥劑

　　20％Al2（SO4)3·18H2O（工業品）；20％聚合鋁（PAC）（工業品）；20％聚合鐵（工業品）；0.5％PAM（日產）；23.4％H2SO4；lmol／L NaOH。

　　2 試驗方法及結果分析

　　2.1 混凝劑的選用

　　混凝沉澱試驗選擇 3 種混凝劑：Al2（SO4）3·18H2O，PAC，聚合鐵。取一組 500 mL的衝釜水水樣，依據混凝劑的pH值投藥範圍[2]，調節水樣 pH值，投加一定量的混凝劑先以 150－200r／min快速攪拌 1 min，再以 50～80 r／min慢速攪拌15 min，靜置 30 min，取試樣上清液，檢測其CODcr，比較CODcr的去除率[3]，確定混凝沉澱所使用的藥劑。試驗結果見表1。

　　表1 不同混凝劑的試驗結果

　　混凝劑pH值投加量／

　　（mg·L-1） CODCr去除率／%外觀

　　Al2(SO4)35.0-6.0100-14082.0-84.2白色PAC5.0-6.0100-18066.5-76.3黃色聚合鐵7.0-8.0150-20061.0-68.1褐色

　　注：衝釜水的（COcr）=17500 mg／L，PH=5.5。

　　由表1可以看出：3種藥劑的投加量依次增加，去除率卻逐次下降。加入PAC與聚合鐵後，沉降物染上雜色，這將不利於廠方對PVC的回收利用，因而選擇Al2（SO4)3·18H2O作為混凝劑是可行的。

　　2.2 確定Al2（SO4)3·18H2O的最佳pH

　　值取一組 500 mL的衝釜水水樣，用 23.4％H2SO4 1 mol／L NaOH 調節其 pH 值依次為 3～9，Al2（SO4)3·18H2O的投加量為 100 mg／L，攪拌方法與靜置時間同混凝劑的選用試驗。記錄各水樣中出現清晰泥水介面的時間，確定混凝反應的pH值範圍。試驗結果見表2。

　　表2 不同pH值條件下混凝試驗結果

　　序號pH值泥水分界時間／min上清液外觀

　　１3.0未出現２4.0未出現３5.02.0較清４6.05.0較渾濁５7.08.0渾濁６8.0未出現７9.0未出現

　　注：衝釜水的（COcr）=17 500 mg／L，PH=5.5。

　　從表2可以看出，pH值在5.0～6.0範圍內，反應時間最短，混凝效果較好。衝釜水的pH值為5.5，因而可不調節廢水的pH值，直接投加Al2（SO4)3·18H2O。

　　2.3 投藥量範圍的確定

　　由於化工廠PVC廢水沒有調節池，且水質不穩定，因而給取得代表性水樣帶來不便。針對此種情況，本次試驗分別對沖釜初始出水（濃液）。地溝剩餘水進行Al2（SO4)3·18H2O投加量試驗。

　　取衝釜水、地溝剩餘水各 500 mL 水樣，調節pH值為5.5，衝釜水和地溝剩餘水投藥量分別以80 mg／L和20 mg／L為起點，依次增加投藥量為 20 mg／L，攪拌方法與靜置時間同混凝劑的選用試驗。取檢測上清液CODcr值[3]，確定最佳化的投藥量範圍。試驗結果見表3、表4。

　　表3 Al2（SO4）·18H2O 投加量對沖釜水的試驗結果

　　序號投加量／

　　（mg·L-1）泥水分界時間／min（CODcr）／

　　（mg·L-1） CODcr去除率／%

　　１806315782.0２1005316282.0３1204300482.9４1401272784.4５1602248085.9６1802243986.1

　　注：衝釜水的（CODcr）=17589mg／L，pH=5.5。

　　表4Al2（SO4)3·18H2O投加量對地溝剩餘水的試驗結果

　　序號投加量／(mg·L-1)泥水分界時間／min(CODcr)／(mg·L-1)CODcr去除率／%

　　１20157.699.1２40317597.3３60638594.0４80未出現５100未出現

　　注：地溝餘水的（CODcr）＝6 480 mg/L，pH=5.5。

　　由表3、表4看，衝釜水投藥範圍140－160mg／L，而地溝剩餘水投藥範圍 30～40 mg／L，兩者投藥量的差別相當大。考慮到投藥量是該廠廢水站執行成本的關鍵，必須取得代表性的混合水樣，確定最佳投藥量。

　　混合水樣採用現場間斷取樣，按15 m3／d衝釜水（CODcr）為 17000 mg／L，10 m3／d淋洗水（CODcr）為 8000 mg／L、5 m3／d冷卻水（CODcr）為 3000 mg／L實際生產情況進行混合。取此混合廢水 500 mL，投藥量以 80 mg／L為起點，依次增加投藥量 20 mg／L，攪拌方法與靜置時間同混凝劑的選用試驗。取上清液 300 mL，經石英砂過濾柱過濾後，檢測過濾液的CODcr值，分析混合水樣 CODcr的去除率，確定混凝劑的投藥範圍。試驗結果見表5。

　　表5 Al2（SO4)3·18H2O投加量對混合水樣試驗結果

　　序號投加量／

　　（mg·L-1）泥水分界時間／min（CODcr）／

　　（mg·L-1） CODcr去除率／%

　　１60未出現２80未出現３100584093.0４120377093.65140273093.96160未出現

　　注：混合水樣的（CODcr）=12000 mg/L,pH=5.5。

　　混凝劑與絮凝劑的聯合使用，解決了僅加混凝，劑汙泥穩定性較差，產生絮體不易沉降的現象。投加Al2（SO4)3·18H2O和 PAM 3 mg／L，靜置 3 min，水樣出現泥水分介面，靜置 30 min泥水比為1:7，形成的絮體粗大、沉降速度快、效率高，產生的`汙泥量少，後處理容易。

　　2.4 上清液經石英砂過濾的結果分析

　　本次試驗的後處理為石英砂過濾，所用砂濾柱直徑對直徑為1.1 cm，砂柱高為 50.0 cm, 柱的容積為48mL，按0.8m／h濾速過濾。混合水樣在（CODcr）=12000 mg/L,pH值為5.5,Al2（SO4)3·18H2O投藥量為 100 mg／L，PAM投藥量為3mg/L的條件下，混凝沉澱後取上清液 300 mL．檢測其CODcr值，再經石英砂柱過濾後，檢測過濾液CODcr值，兩者進行比較，結果見表6。

　　表6 混凝沉澱上清液與砂濾出水的結果比較

　　樣品出水外觀（CODcr）／

　　（mg·L-1）總CODcr去除率／%

　　混凝沉澱上清液較清，不透明150087.5砂濾出水清，透明75093.7

　　從表 6 看出，經過砂濾的出水效果較好，CODcr值有明顯下降，考慮到砂濾工藝操作簡單、成本較低、反洗容易，因而在混凝沉澱處理後，可以加上砂濾作為預處理的後處理單元。

　　經測定混合水樣砂濾出水產（CODcr）為750m才L，p（BOD5）為370 mg/L，m(BOD5)：m（CODcr）為0．49。因而砂濾後出水可採用好氧生物處理。

　　3 結論

　　PVC廢水有機物含量高，成分複雜，屬於比較難處理的工業廢水。本試驗結果表明：原PVC廢水（CODcr）＝12000 mg／L，pH值為5.5，在混凝劑 Al2（SO4)3·18H2O投加量為 100 mg／L，絮凝劑 PAM 某些方面投加量為3 mg／L，pH值為5－6的條件下，PVC廢水混凝沉澱出水（CODcr）＝1500mg／L，砂濾出水p（CODcr）＝750 mg／L，m（BOD5）／m（CODcr）值可達 0.49，總CODcr去除率可保持在85％以上。採用“常規混凝沉澱+砂過濾”預處理單元可大大降低PVC廢水的有機物含量，為廢水的生化或活性炭後續處理單元創造了良好的條件。

　　參考文獻：

　　[l]麼恩琳. 氯鹼行業環保“三廢”治理現狀[R]. 天津：中國氯鹼工業協會，1999．

　　[2]戴之荷，方晞，聶建校，等. 黃河高濁度水混凝沉澱試驗的研究[J].給水排水，2000，26（6）：25-27.

　　[3]許保玖.當代給水與廢水處理原理[M].北京：高等教育出版社，1991.