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改性甲醇氨基氰基脲-甲醛缩合物(二)

[db:作者] / 2022-12-28 00:00

(2)制浆造纸废水方面的应用

  

笔者和课题组成员曾用改性甲醇氨基氰基脲甲醛缩合物处理制浆造纸废水(简称OHF),其中制浆造纸废水由福建某公司提供,废水由磨木浆废水、制浆废水和脱墨废水混合而成,其水质指标见表3-25。为了获得最佳的絮凝效果和絮凝参数,对各种影响絮凝作用的因素(如絮凝剂的用量、废水的pH值、废水温度等)进行了系统研究。

  

表3-25 废水的水质指标

  

  

①絮凝剂用量

  

絮凝剂的用量对絮凝效果的影响,一般情况下,絮凝效果随着絮凝剂的用量的增加而增大。但是,絮凝剂的用量达到一定值时,出现峰值,再增加用量时,絮凝效果反而下降,所以在使用时要确定最佳效果的用量。当絮凝剂过量时,有时会使所形成的絮凝体重新脱稳,变成胶体。絮凝剂的用量与溶液中的悬浮物的含量有关,所以最佳用量不是理论推导出来而是从实验中测定出来的。OHF絮凝剂对絮凝效果的影响结果见图3-3。

  

  


图3-3 絮凝剂用量对絮凝效果的影响
注:废水pH值为7.2;废水温度为25℃

  

由图可知:在25~150mg/L的范围内絮凝剂OHF都能使废水的浊度去除率达到89.3%以上。其中在0~75mg/L范围内,浊度去除率随OHF絮凝剂用量的增加变化不大,但都能达到89.5%的去除率;当絮凝剂用量在75~120mg/L时,废水经处理后上清液的浊度去除率有明显的增加,即废水的浊度明显下降,当OHF絮凝剂的用量达到120mg/L时,浊度去除率可达到最大,其值为93.0%,但当絮凝剂的用量超过150mg/L时,浊度的去除率开始下降,因此OHF絮凝剂的用量控制在120mg/L左右为最佳。

  

②废水pH值

  

pH值对絮凝作用的影响是非常大的。一般情况下,阳离子型絮凝剂一般适用于酸性和中性环境,但聚季铵盐型的阳离子有机高分子絮凝剂也适用于碱性的介质中;阴离子型絮凝剂一般适用于中性和碱性环境;非离子型絮凝剂一般适用于弱酸性、中性以及偏微碱性环境。因此,选择适当的pH值,能够使絮凝剂作用进行得完全,絮凝效果良好,进而可以节省大量的絮凝剂,降低处理成本;如果pH值选择得不合适,轻者降低絮凝效果,重者不能形成絮凝沉淀,甚至使已经形成的絮凝体重新变成胶体溶液。所以,研究絮凝作用,必须研究pH值对絮凝作用的影响。

  

图3-4为废水pH值与废水浊度去除率的关系。从图3-4可以看出:在相同用量的情况下,絮凝剂对废水浊度的去除率随着pH值的改变变化很大。pH值在5~6为最好,浊度去除率可达到100%;在3~6,OHF絮凝剂对废水的浊度去除率随着pH值的增加而增大;在6~9,浊度去除率随着废水pH值的增加而降低。当pH值超过9时,浊度去除率很小,小于60%。这说明废水的pH值对胶体颗粒的表面电荷的Z电位、絮凝剂的性质和作用以及絮凝作用等等都有很大的影响。pH应选得恰当,最好控制在4~7。

  

  


图3-4废水pH值对絮凝效果的影响
注:废水温度为25C,OHF絮凝剂的用量为120mg/L。

  

③废水温度

  

水溶液的温度过高和过低,对絮凝作用皆不利。其温度最好在5~50℃,当水温过高时,化学反应速度加快,形成的絮凝体细小,并使絮凝体的水合作用增加,因此,产生的活性污泥的含水量高、体积大、难处理。更重要的原因是,如果将处理的水加热升温时,会消耗大量的能量,提高成本。当水温过低时,有些絮凝剂的水解反应变慢,水解时间增长,影响处理的水量;若不增长时间,则影响处理的效果。温度过低也增加水的黏度。黏度大时,增加水对絮凝体的撕裂作用,使絮凝体变为细小,不易分离。

  

④采用不同的絮凝剂

  

如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM,相对分子质量为9.0×106,阳离子度为20%)和硫酸铝[Al2(SO4)3,简称AS]等与OHF作对比试验,由图3-5可以看出:在其他条件相同的情况下,OHF絮凝剂的絮凝效果最好,无论是CODcr的去除率还是浊度去除率都比其他几种絮凝剂来得高,特别是浊度去除率明显要高得多,PAC、CPAM、AS次之,而且这几种絮凝剂之间的浊度去除率相差不大,PFS在浊度去除率方面效果最差。在CODcr去除率方面OHF絮凝剂较其他几种絮凝剂高,但相差不大,其中CPAM的CODcr去除率最差。

  

  


图3-5不同絮凝剂的絮凝性能比较
(OHF和CPAM的用量为120mg/L;PAC用量为300mg/L;
PFS用量为320mg/L;Al2(SO4)3用量为600mg/L)

  

此外,还进行了化学污泥性能比较,将上述经各种絮凝剂处理后沉降下来的污泥经适当压滤后,用烘干法测定其湿污泥得率、污泥含水率,结果见表3-26。从表中可以看出,在处理造纸废水过程中,OHF的污泥量及污泥含水率明显优于PAC、PFS、CPAM、Al2(SO4)3。由此可见,OHF不仅用量小,而且絮凝效果也很好。这些效果的不同是与絮凝剂自身的性质有关,OHF絮凝剂兼具有无机絮凝剂,和有机絮凝剂的优点,具有电中和、吸附架桥、卷扫和捕集等多种功能,因此絮凝效果较好。

  

表3-26 化学污泥性能比较

  

  

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