摘要：研究了用聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑處理造紙廢水，考察了酸度、混凝劑加入量、攪拌速度、攪拌時(shí)間、沉降時(shí)間對(duì)CODcr去除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：調(diào)節(jié)廢液pH值在3-4之間，能夠沉降廢液中大部分懸浮物質(zhì)，使廢液CODcr明顯降低；在攪拌速度為300r/min時(shí)，上層清液（廢液調(diào)回至堿性）中加入PAC質(zhì)量濃度300mg/L和PAM質(zhì)量濃度15mg/L，可以將廢液的CODcr值降到400mg/L左右。對(duì)絮凝后的廢液用次氯酸鈣進(jìn)一步氧化處理，廢液的CODcr值降到國(guó)家規(guī)定的造紙工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)（150mg/L）。

近年來，使用新型的高分子絮凝劑處理廢水是人們關(guān)心的課題。傳統(tǒng)的聚合氯化鋁等無機(jī)高分子絮凝劑用藥量大，效果一般。筆者研究了用聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑處理造紙廢水，考察了酸度、混凝劑加入量、攪拌速度、攪拌時(shí)間、沉降時(shí)間對(duì)CODcr去除率的影響。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)儀器及材料

實(shí)驗(yàn)儀器：HBA-101型COD快速比色測(cè)定儀，HBA-100標(biāo)準(zhǔn)COD消解器，SGZ-2數(shù)顯濁度儀，ZR4-6型混凝實(shí)驗(yàn)攪拌機(jī)（六聯(lián)）。

材料：聚合氯化鋁（較純凈淡黃色粉末狀固體PAC為主，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%），聚丙烯酰胺（陰離子型，相對(duì)分子質(zhì)量10⁷，大慶油田生產(chǎn)。比較難溶于水，因此將其配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%使用）。本實(shí)驗(yàn)所用的水樣為造紙廠造紙廢水。

1.2分析方法

COD采用重鉻酸鉀法測(cè)定。

2、工藝流程

采用三段法處理造紙污水，工藝流程見圖1。用稀硫酸調(diào)節(jié)廢液的pH值，充分酸化至pH值為3。待其充分沉淀后，取上層清液測(cè)其CODcr值在780-900mg/L之間，CODcr去除率在50%以上。因此，該過程可以有效地使造紙黑液中大部分懸浮物質(zhì)生成污泥狀沉淀從廢液中析出。并可除去部分色度，同時(shí)回收木質(zhì)素。

3、實(shí)驗(yàn)方法

用聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺處理造紙黑液時(shí)，pH值影響很大，投藥量次之，攪拌強(qiáng)度和溫度的影響較小。因此先確定聚合氯化鋁的投加量和較佳pH值，然后再確定助凝劑的投加比例。實(shí)驗(yàn)過程還要考慮聚合氯化鋁的水溶液和聚丙烯酰胺的水溶液是否易于混合成液體的絮凝劑。

3.1聚合氯化鋁投加量對(duì)絮凝效果的影響

室溫下，攪拌速度為50r/min攪拌5min，pH值為中性，在稀釋10倍水樣中投加聚合氯化鋁進(jìn)行絮凝試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的聚合氯化鋁投加量為40mL/L時(shí)絮凝效果較好，COD去除率為91.8%。由于聚合氯化鋁的堿度較大，加入過量的聚合氯化鋁溶液會(huì)使廢液pH值升高，此時(shí)木質(zhì)素難以脫穩(wěn)絮凝沉淀。因此，進(jìn)一步增加聚合氯化鋁的投加量并不會(huì)增加CODcr的去除率。

相同試驗(yàn)條件下，采用未稀釋造紙廢水，做不同聚合氯化鋁投加量下的絮凝試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 PAC加入量對(duì)未稀釋造紙廢水絮凝的影響

由表1可知，同樣試驗(yàn)條件下，未經(jīng)稀釋的原造紙廢水的處理結(jié)果與稀釋10倍時(shí)的結(jié)果比較，CODcr去除率大致相同。這說明該絮凝劑在CODcr值較大的情況下，具有較好的絮凝效果和較高的CODcr去除率。

3.2復(fù)合絮凝劑對(duì)造紙廢水的絮凝效果

絮凝試驗(yàn)條件：室溫；攪拌速度為300r/min、攪拌10min；絮凝試驗(yàn)在六聯(lián)攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行。

試驗(yàn)方法：用兩個(gè)滴定管分別向裝有造紙廢水水樣的燒杯中緩慢均勻地滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的聚合氯化鋁和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的聚丙烯酰胺的水溶液。CODcr值在HBA-100標(biāo)準(zhǔn)COD消解器內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。因此數(shù)據(jù)只能作為同組試驗(yàn)的對(duì)比。

復(fù)合絮凝劑對(duì)造紙廢水的絮凝效果見表2。

表2 復(fù)合絮凝劑對(duì)造紙廢水的絮凝效果

由表2可知，在堿性條件下的絮凝效果比酸性條件下好，助凝劑聚丙烯酰胺的加入可明顯降低絮凝劑聚合氯化鋁的用量，因此較佳處理?xiàng)l件pH值為堿性，聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的投加質(zhì)量濃度分別為300mg/L和15mg/L。

3.3氧化劑對(duì)處理效果的影響

絮凝后的造紙廢水，用次氯酸鈣繼續(xù)氧化處理，CODcr質(zhì)量濃度從400mg/L左右降至150mg/L以下，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的造紙工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果見表3。

表3 氧化劑對(duì)處理效果的影響

4、結(jié)論

1、在絮凝前進(jìn)行廢液的酸析處理，可以有效降低廢液的濁度值并使大部分污染物和色度（木質(zhì)素含量高的水呈黃色且有氣味）去除掉，同時(shí)可回收木質(zhì)素。木質(zhì)素可作為染料分散劑、吸附劑、螯合劑、油的回收助劑，并在制備瀝青乳膠體以及聚合物中應(yīng)用。

2、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑在堿性條件下對(duì)造紙廢水有較好的絮凝效果，可以將廢液CODcr值降至400mg/L左右。

3、絮凝后用氧化劑（次氯酸鈣）氧化廢水。可使廢水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的造紙工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

4、該工藝所使用的藥品價(jià)格較低，投加量較少。酸析、調(diào)回堿性過程可以分別使用工業(yè)級(jí)的廢酸和廢堿，而且酸析出來的木質(zhì)素的回收利用基本可以抵消這兩個(gè)步驟的藥劑費(fèi)和人工費(fèi)等。

本次實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室條件下的探討，很多過程不能模擬工業(yè)的處理?xiàng)l件。因此還有待在助凝劑和氧化劑的使用上做更詳細(xì)的對(duì)比。