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不同型号的聚丙烯酰胺是怎样处理焦化废水的

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不同型号的聚丙烯酰胺是怎样处理焦化废水的

【摘要】:
       焦化废水是在煤高温干馏、煤气净化及化工产品精制过程中产生的废水,属有毒有害高浓度有机废水,处理难度大。目前国内焦化废水的处理一般由预处理、生化处理和深度处理组成。预处理工艺主要包括除油、脱酚、蒸氨和混凝气浮等工艺。生化处理是整个处理过程的核心,经过生化处理后,废水中COD、氨氮往往高于国家标准,因而仍需采用絮凝、电解或超声等方法进行深度处理。

       焦化废水是在煤高温干馏、煤气净化及化工产品精制过程中产生的废水,属有毒有害高浓度有机废水,处理难度大。目前国内焦化废水的处理一般由预处理、生化处理和深度处理组成。预处理工艺主要包括除油、脱酚、蒸氨和混凝气浮等工艺。生化处理是整个处理过程的核心,经过生化处理后,废水中COD、氨氮往往高于国家标准,因而仍需采用絮凝、电解或超声等方法进行深度处理。

      混凝法在废水处理中是应用最为广泛的技术之一,混凝的机理涉及压缩双电层、电荷中和、桥联以及卷扫絮凝。在焦化废水的预处理中经常采用混凝气浮法去除油和悬浮颗粒,在深度处理中也常用混凝的方法。聚丙烯酰胺是混凝中最常用的一种助凝剂。我们通过对废水初始浊度变化的适应性、絮凝剂用量、处理效果和处理费用几个方面考察阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺对于焦化废水絮凝处理效果,选出最适合的PAM种类;然后对该种PAM的最佳用量及影响因素进行考察。

       在较低的废水浊度下,APAM具有较好的絮凝效果,在中等浊度范围内,三者的絮凝效果相当;在较高的浊度下,NPAM的絮凝效果最好。PAM的絮凝性能受分子量、构型、剂量、电荷密度的影响。由于带电荷种类的不同导致其分子构型以及和水中颗粒的相互作用不同,从而絮凝效果也不同。PAM絮凝的主要机理是桥联作用,阴离子和阳离子型PAM还涉及电荷中和作用。同时发现,随着废水浊度的增加,浊度去除率逐渐增高,絮凝效率逐渐增加。

       COD去除率较低且远低于浊度去除率,这主要和构成COD的组分有关。构成焦化废水的COD物质为有机物、无机物和悬浮颗粒。而悬浮物对COD的贡献很低,接近于COD的去除率,可见混凝法对COD的去除受构成COD组分性质的影响,它不能去除可溶性的COD组分。


在工业应用中,除考虑处理效果外还需考虑处理
       CPAM的价格最贵,在絮凝效果上却没有明显的优势,所以首先将CPAM 排除。在废水波动范围内APAM所需浓度波动范围较大,平均浓度较高。对于中高浊度的废水,NPAM 的效果较好;另外NPAM所需浓度低、受废水波动影响小,有利于工业应用,而且费用较低。因此在三种PAM中,对于焦化废水的絮凝处理NPAM是最适合的助凝剂。

       废水浊度去除率随PAFC 浓度的增加逐渐增大,但浓度达一定水平后几乎不变。随着凝聚剂的增多,其水解产生的多核正电荷产物增多,使胶体颗粒间的zeta电位降低,从而颗粒间的相互排斥作用减小,胶体间产生凝聚脱稳。投加量过多有两方面的作用:一方面更多的水解离子吸附在颗粒上,使胶体带上正电荷,于是颗粒重新趋于稳定,浊度去除率下降;但是另一方面PAFC 浓度较高时会水解生成更多多核的聚合物以及Fe(OH)3、Al(OH)3凝胶物,絮凝物的架桥和卷扫作用促使微粒产生黏结沉淀,废水浊度去除率又上升。当电性吸附作用较强时,浊度去除率表现为下降;当架桥和卷扫作用较强时,废水浊度去除率表现为上升;当两者相当时浊度去除率变化缓慢。

通过使用PAFC 分别与3 种不同电荷的PAM 复配对焦化废水进行混凝处理得出以下结论:
      1.综合絮凝剂用量、处理效果、处理费用及受废水波动影响大小等几个方面的因素,发现3 种PAM中的N-PAM 在焦化废水絮凝中具有最好的应用性。

      2.PAFC 与N-PAM 复配时,N-PAM 的最佳用量受废水初始浊度和PAFC 浓度的影响较小,受慢搅速率的影响较大。适当提高搅速可促进絮凝性能的提高,但是当搅速过大时絮凝效率下降,且所需PAM 的浓度增大。

      3.PAFC 与N-PAM 复配时,PAFC 最佳加量为900 ~ 1 000 mg /L,PAM 的最佳浓度范围为0. 5 ~1. 0 mg /L,最佳慢搅速率为180 r /min。浊度去除率达85% 以上,但是COD 去除率较低,为6% 左右,这主要是由于废水中悬浮胶体颗粒对COD 的贡献较小。

       4.由于3 种PAM所带电荷种类不同导致其构型以及和水中颗粒的相互作用不同,从而絮凝效果不同。PAM 絮凝的主要机理是桥联作用,但阴离子和阳离子型PAM 还涉及电中和作用。

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