磁场在煤气洗涤废水处理及回用中的作用

磁场在煤气洗涤废水处理及回用中的作用①郭丽燕,马伟(大连理工大学,辽宁大连116024)摘要:针对煤气洗涤废水的絮凝氧化处理工艺,引入磁场处理技术对处理效能进行强化,并对回用作工业循环水进行探讨。实验结果表明,磁场虽然不利于溶液的抑泡,但磁场强化了出水的净化效果,并有利于废水的回用。关键词:磁场;抑泡剂;絮凝-氧化;废水回用随着工业生产的发展,水资源的耗量剧增,各大钢铁厂和冶炼厂的情况更为突出,已造成用水紧张,同时排放出大量的污染环境的低温废水。为此,充分利用废水资源、减少环境污染已成为一项重要的课题。煤气洗涤废水虽然有大量的泡沫,但由于含有较少的重金属离子,相对其他的废水,还是具有一定的循环使用优势。传统的消泡和抑泡剂在制革、涂料、制糖以及食品工业的废水处理中取得了一定的成效,但这类药剂处理废水成本很高。本文利用新型改性天然高分子絮凝-抑泡剂对模拟煤气发生炉污水进行磁场下的絮凝-氧化处理,测试出水的净化效果和抑泡性能,同时对煤气洗涤水作为循环水使用过程中的结垢问题进行综合分析。1实验原料、仪器和方法1.1原料废水来源:某冶炼厂煤气洗涤废水。主要成分为ρ(酚)=1500mg/L,ρ(COD)=2500mg/L;pH=7.6。药剂:PFS(聚合硫酸铁[1],ρ(Fe3+)>160g/L,碱化度B=16.2);CMS(天然植物高分子F691硅酸改性药剂,棕黄色的液体,溶解性能良好,有少许植物粉的清香气味,平均分子量为90万～100万,有效成分为10%,pH值为7～8[2]);高铁酸钾(电解制备,有效成分为20%)。1.2实验仪器XL—9401A型pH仪;78—1磁力搅拌器;流量计;鼓风机;氯化钙干燥塔;空气分散头;秒表。1.3实验方法1)絮凝-氧化实验:废水流经0.5T的磁场,流量为5mL/min,废水经磁场处理后,加入8%的PFS溶液,加入质量分数为0.005%,快速搅拌1min,加入CMS,加入质量分数为0.0008%,由快到慢搅拌12min,静止20min,上清液进入氧化池,利用氧化剂FK(高价铁锰复合盐)在磁场作用下氧化,过滤处理后,对溶液进行分析测试。COD的测试利用重铬酸钾法,酚浓度测试利用溴化滴定法。2)抑泡试验:采用鼓入空气法[3],将上清液移入一定体积的量筒中,依次测试其在一定压力下的起泡高度。2实验结果和讨论2.1絮凝-氧化实验结果废水经絮凝-氧化处理后,其净化效果见表1。由于处理废水的目的是为了降低废水的化学需氧量COD和酚含量,因此效果考查以COD的去除率和除酚率表示。表1净化后溶液的COD和酚含量磁处理次数絮凝氧化总过程COD去除率/%酚去除率/%COD去除率/%酚去除率/%COD去除率/%酚去除率/%0628.2869087.890.81709.6909397.693.62729.9929798.397.337513.5949898.598.34688.488949894.5实验温度为10℃,氧化剂加入量为2g/L从表1结果可以看出,磁场处理的次数为2～3次比较好。随着磁场处理次数的增加,处理效果反而下降,其中的机理有待于进一步研究。2.2溶液鼓泡测试与磁场对起泡的作用CMS药剂是含有单宁成分的植物粉经硅酸改性而第20卷第3期2000年9月矿冶工程MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGVol.20№3September2000①基金项目:国家自然科学基金资助项目(29777011)收稿日期:2000-01-18第一作者女讲师成,红外光谱测试表明有C—Cl,NH—NH2,—COO,—COOH,Si—O—Si、Si—O—R基团存在。其中单宁和硅氧基团,可以优先在气液表面吸附而本身不具有赋予泡沫的弹性,从而破坏了气泡的稳定性,起到了抑制泡沫的作用[2]。而磁场的作用会使溶液的表面张力降低并不利于控制抑泡。磁场对抑泡的作用如图1所示。图1磁场对抑泡的作用1———空白;2———磁场作用;3———药剂作用;4———磁场与药剂联合作用废水的回用也要考虑其他的水质指标,要求COD小于50mg/L,悬浮物SS和生物需氧量BOD小于10mg/L,氨氮和总磷以及水质的硬度和碱度也要考虑。另外,还要控制氯离子的腐蚀问题,也正是这个原因,本文用高铁酸盐取代广泛应用的二氧化氯作为氧化剂,高铁酸根在标准条件下的氧化电极电位为2.2V,不仅对酚有很强的氧化作用,也有很强的杀菌作用[4]。氧化产生的三价铁,可以沉淀去除,所以利用高铁酸盐作氧化剂时,药剂的加入量可以适当过量。同时,根据回用过程对水质的要求,应进一步强化水的过滤,以提高水质指标。3结论与探讨天然植物高分子与硅酸聚合制备的高分子水处理剂CMS,是一种良好的絮凝抑泡剂,不仅对絮凝净化具有强化作用,对抑制起泡也有良好的促进作用。高铁酸盐是一种理想的水处