高效聚合氯化铝在石化废水回收处理中的应用

所属栏目:聚合氯化铝常见问题   发布时间:2021-04-26   浏览次数:  次   文章来源:https://www.pac315.com

  通过絮凝性能对比和中试应用表明,高效聚合氯化铝具有投加量少、污泥量少、除浊率高、对出水酸碱度影响小等优点,是一种理想的石化废水回用絮凝剂。
 
  石化废水一般在污水净化厂经过隔油、气浮、生化处理后排放。在当前水资源短缺和用水量增加的情况下,我们迫切希望废水能够得到再利用。我们对净化厂处理的石化废水进行了进一步深度处理的试点研究,以便将其重新用作循环冷却水。处理过程包括生物接触氧化、絮凝沉淀、过滤、消毒和水质稳定五个部分,简要报道了高效聚合氯化铝在絮凝沉淀中的应用。
 
 
高效聚合氯化铝,聚合氯化铝铁
 
  1.絮凝剂的选择
 
  硫酸铝和聚合氯化铝是石油化工废水处理中常用的絮凝剂。后者预制成电荷高、聚合度高的多核多羟基水解配合物,因此能起到混凝和絮凝的双重作用,效果优于前者。然而,由于制备聚合氯化铝的原料来源不同,如铝灰、煤矸石和废铝催化剂,聚合氯化铝的组成和性能差异很大。中科院生态环境研究中心开发的高效聚合氯化铝,以氢氧化铝为原料,纯度高,碱化度控制严格,有望获得优异的絮凝性能。为了比较,我们通过小试和中试比较了几种絮凝剂的性能,包括四种聚合氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁和阳离子聚丙烯酰胺。
 
  接触氧化的流出物用作实验室试验中的试验溶液。在快速搅拌下加入一定量的絮凝剂,2分钟后加入2mgL-1阴离子高分子絮凝剂(不加入阳离子聚丙烯酰胺)。然后低速搅拌lmin,收集澄清溶液进行浊度和pH分析。结果如图1和表1所示。絮凝剂的用量按铝盐为铝,铁盐为铁,有机聚合物的固含量计算(下同)。
 
高效聚合氯化铝,聚合氯化铝铁
 
  表1澄清液浊度约为0.5时絮凝剂的用量(毫克升-1)
 
日期(1995年) 高效聚铝 聚铝(南) 聚合硫酸铁 阳离子型聚丙烯酰胺 原水浊度/NTU
4月6日 0.3(0.50) 2.3(0.50) 8.4(0.40) - 7.0
4月12日 1.8(0.47) 2.7(0.50) 8.4(0.56) - 4.2
4月13日 1.8(0.53) - - - 5.4
4月25日 1.8(0.49) - 8.4(0.58) 0.8(0.51) 3.8

  注:括号内数字为澄清液浊度,单位NTU。
 
  中试对比试验在中试设备(图2)上进行,对生物接触氧化塔出水连续加絮凝剂和阴离子型高分子絮凝剂,在沉淀槽出口取样分析,结果列于表2。
 
  表2 中试比较三种絮凝剂的絮凝效果
 
絮凝剂 投加量/mg·L-1 出水 原水 注解
浊度/NTU SS/mg·L-1 浊度/NTU SS/mg·L-1
聚铁 8.4 0.58 15.5 7.4 42

①数据为7d均值。

②浊度去除率92.0%。

聚铝 1.8 0.61 11.9 11.5 28.7

①数据为5d均值。

②浊度去除率94.6%。

阳离子型聚丙烯酰胺 0.8 0.67 4.8 3.6 31.2

①数据为2d均值。

②浊度去除率81.4%。


  通过小试和中试对比试验可以看出,硫酸铝虽然絮凝效果好,但只是明显降低了溶液的pH值;聚合硫酸铁形成的絮体容易沉淀,污泥少,但用量大;阳离子聚丙烯酰胺用量少,但有一层不利于沉淀的浮渣,除浊率也低;高效聚合氯化铝一般絮凝性能较好,尤其是高效聚合氯化铝。当出水浊度达到同等水平时,其投加量仅为聚合氯化铁的1/5和聚合氯化铝(南方)的70%,产生污泥少,有利于后处理,除浊率高,对原水pH影响小。因此,选择高效聚合氯化铝作为石化废水回用处理的絮凝剂。
 
  2.高效聚合铝在石化废水回用中试处理中的应用
 
  絮凝沉淀装置(图2)由混合池、絮凝池和沉淀池组成。
 
高效聚合氯化铝,聚合氯化铝铁
 
  生物接触氧化塔出水以0.5 m3/h的流量溢流至混合池,在空气搅拌下(气水比为3),继续加入1.8mgL-1高效聚合铝,停留8min后进入絮凝池,停留14min后进入沉淀池,沉淀52min。对沉淀池出水水质进行分析,结果列于表3(所列数据为17d均值)。
 
  表3絮凝沉淀前后水质变化
 
  pH 水温(℃) 电导率(μs·cm-1 浊度(NTU) COD(mg·L-1 SS(mg·L-1 NH4+-N(mg·L-1 总P(mg·L-1 油分(mg·L-1
絮沉前 7.39 21.0 1353 7.3 42.4 27.0 4.27 0.80 1.25
絮沉后 7.50 19.4 1275 0.60 27.6 11.1 2.94 0.31 1.06
去除率/%       91.8 34.9 58.9 31.1 61.3 15.2

  中试运行结果表明,高效聚合氯化铝是一种理想的絮凝剂,沉淀池出水平均浊度为0.6NTU,浊度去除率达到92%,起到了良好的絮凝作用。也验证了小试结果,对悬浮物、化学需氧量和总磷有一定的去除效果。
 
  为了充分发挥高效聚合氯化铝的作用,中试研究了影响絮凝沉淀的一些因素,结果如下:
 
  系统中使用压缩空气作为搅拌动力源。对于空气搅拌,不像水力或机械搅拌,没有现成的公式计算速度梯度和甘值,絮凝操作只受絮凝效果控制。我们的探索表明,三点曝气优于单点曝气(即只在第一混合池曝气),浊度低(0.58-0.96 NTU),除浊率高(92%-82%),气水比为6
 
  作为对比,该系统还对生物接触氧化后的废水进行了处理。结果表明,生物接触氧化后的出水浊度较低(0.56NTU),而生物接触氧化后的出水浊度较高(5.6NTU),这是由于大量胶体物质(是浊度的主要贡献者)的生物降解,微生物代谢产物也起到生物絮凝的作用,因此有必要发挥高效聚合氯化铝的作用。
 
  连续运行优于间歇运行,不受启动干扰,启动后仅1.5h即可稳定水质。
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