MASS高效气浮处理焦化废水的试验研究_张水燕

气浮是焦化废水预处理中必不可少的工艺之一，用以去除废水中的乳化油及悬浮物，保证废水达到生化处理进水的要求。目前各企业处理焦化废水所采用的混凝气浮工艺参差不齐，有离心气浮[1]、射流气浮[2]、涡凹气浮[3]和高效溶气气浮[4]等。研究采用加拿大MuddyRiverTechnologies,Inc.开发的一种新型高效气浮设备-MASS（Microairseparationsystem）感应气旋油水分离设备，对焦化废水进行了小型工业试验。本研究的目的是考察MASS高效气浮对焦化废水的处理效果及可行性。由于该设备在焦化废水中还没有应用的先例，所以研究对开辟新的高效气浮设备在焦化废水领域中的应用具有重大意义。1试验部分1.1试验试剂及仪器试验用水为济钢焦化厂外送渣厂水，主要为蒸氨废水。选用聚合硫酸铝（PAS）和非离子聚丙稀酰胺（PAM）为絮凝剂，均为工业级，非离子PAM的相对分子质量为800万。试验中先将PAS、PAM分别配制成质量分数10%、0.1%的溶液，然后以溶液的形式向废水中添加。试验仪器：MASS高效气浮设备及配套加药设备，设计处理量2.0m3·h-1；OIL460型红外测油仪；OrionAQ4500便携式精密型浊度仪；5B-3C型COD快速测定仪。1.2试验装置MASS气浮设备的工作原理如图1所示。将设备的部分出水引出回流，向其中通入空气，空气和回流水首先在螺杆泵内进行初步混合，然后进入微气泡发生器，在高压旋流的作用下使空气溶解在水中。该高压饱和溶气水经减压阀减压释放出大量微气泡，与系统进水在T型混合器内混合，之后通过扩散盘进入气浮罐内进行气浮分离。调节微气泡发生器进出口压力和空气流速可控制微气泡的数量和大小。根据溶气MASS高效气浮处理焦化废水的试验研究张水燕1，2，胡攀1，陈昌华1，李增强1，吴健1，高宝玉2（1.济钢集团有限公司，山东济南250101；2.山东大学环境科学与工程学院，山东济南250100）摘要：采用小型工业试验，以聚合硫酸铝和非离子聚丙烯酰胺为絮凝剂，研究了MASS高效气浮对焦化废水的处理效能，考察了PAM加药位置、pH、体积回流比及絮凝剂浓度对絮凝气浮效率的影响，探讨了最大处理效率与进水水质的关系。结果表明，不加絮凝剂时气浮效果不理想，加入絮凝剂后气浮效率明显提高；PAM加药口应设在废水和溶气水混合之前，而不应设在混合之后；在焦化废水pH波动范围内气浮效率变化不大。当废水温度为(50±2)℃时，焦化废水经MASS高效气浮处理后除油率达35%～70%，COD去除率达5%～25%，油含量从30～140mg·L-1降至20～40mg·L-1，COD降至3800mg·L-1以下，该出水的油含量和COD均能满足生化进水的要求。综合来看，MASS高效气浮在焦化废水预处理中具有一定的应用潜力和可行性。关键词：水处理；MASS高效气浮；焦化废水；絮凝剂中图分类号：X784文献标识码：A文章编号：1000-3770(2011)05-0081-004收稿日期：2010-08-09基金项目：2008年度山东省博士后创新项目（70207）作者简介：张水燕（1981－），女，博士后，研究方向为焦化废水处理；联系电话：15853150245；E-mail：zhangsy200085@163.com图1MASS气浮设备的工作原理Fig.1TheworkingprincipleofflotationequipmentMASS�������T��������������������������������第37卷第5期2011年5月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.5May,201181DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2011.05.021水中气泡的数量和大小分布等情况确定出了设备的最佳工作区间：微气泡发生器进口压力1.0～1.1MPa，出口压力0.7～0.8MPa，螺杆泵工作频率38Hz，空气流量为0.06m3·h-1。以下操作均在该区间内进行。2结果与讨论2.1不加絮凝剂时的气浮效果废水的油含量和COD的波动范围较大且浓度较高，而悬浮物的波动范围较小且浓度较低，因而试验主要考察水中油含量和COD的去除情况。首先考察不加任何药剂时MASS气浮对焦化废水的处理效果，结果见表1（表中数据均为某一进水波段下的平均值）。由表1可知，废水油含量和COD下降不明显，有时还会出现出水的油含量比进水略高或颜色比进水略深的情况。经分析，油含量的略微增加是废水的微小波动造成的。颜色深的原因可能是在气浮过程中废水中的有机物与溶气水带入的氧气接触，发生了部分氧化，比如酚就很容易被氧化成醌，从而颜色加深。可见仅靠气浮而不添加絮凝剂很难去除其中的油和COD，在焦化废水气浮中必须使用絮凝