三氯化铁混凝_气浮处理VAE乳液废水效能研究_杨艳玲

三氯化铁混凝-气浮处理VAE乳液废水效能研究杨艳玲1,方克华2,李星1,许留柱3,周伟宁3,吴之丽1(1.北京工业大学北京市水质科学与水恢复工程重点实验室,北京100124;2.北京华利嘉环境工程技术有限公司,北京100021;3.北京东方石化有限公司有机化工厂安全环保部,北京100124)摘要:为获得VAE乳液废水的有效处理方法,采用FeCl3混凝-气浮法,考察了水力条件、pH值、药剂投量及原水水质等因素对处理效果的影响.结果表明,FeCl3混凝-气浮是一种有效的VAE乳液废水处理方法,水力条件、pH值、药剂投量及原水水质等因素对处理效果均有不同程度的影响,其最佳混凝条件为:搅拌强度为350r/min,絮凝时间为8min,回流比为50%,pH范围为7～9;最佳条件下,ρFeCl3为175mg/L时,可使原水浊度由2653NTU降为26.89NTU,ρCOD从3085mg/L降为64.71mg/L,去除率分别达到99%和97.5%,出水达到《污水综合排放标准》GB8978-1996中要求的二级排放标准.关键词:混凝-气浮;三氯化铁;VAE乳液废水;COD中图分类号:TU991.2文献标志码:A文章编号:0254-0037(2009)09-1225-05收稿日期:2008-01-15.基金项目:国家“八六三”计划资助项目(2004AA601020);北京市属市管高校人才强教计划资助项目(05004014200607).作者简介:杨艳玲(1964—),女,辽宁省法库人,研究员.VAE乳液属于水基性胶黏剂,是有机化工产品之一,广泛应用于胶黏剂、涂料、织物加工、纸加工、建筑等领域.在该产品生产过程中产生的VAE乳液废水具有COD值含量高、浊度高以及呈稳定的乳液状等特点,较难处理[1-2].目前对于VAE乳液废水尚未有可靠的处理方法,实际工程中多参照其他乳化废水的处理方法,如混凝、沉淀、过滤、超滤膜、化学氧化、气浮等,其中气浮法利用气浮装置产生的微小气泡,通过粘附作用将已经脱稳的胶体颗粒带出水面,形成浮渣去除,具有占地面积小、设备简单、处理效果好等优点,在乳化废水处理中使用较多.因此,作者以FeCl3作为混凝剂,采用混凝-气浮法处理VAE乳液废水,考察pH值、搅拌强度、絮凝时间等对FeCl3混凝-气浮工艺处理效果的影响[3-4].1试验材料与方法1.1试验水样实验水样由某有机化工厂生产的VAE乳液加适量管网水配制而成,浊度为2653NTU,ρCOD为3085mg/L,pH值为7.28.1.2试验方法取1000mL水样置入烧杯中,投加一定量的混凝剂FeCl3,在一定的水力条件下,进行混凝搅拌,然后进入气浮桶内(气浮装置见图1),与气液混合泵在0.3MPa的压力下产生的溶气水混合,10min后,取气浮桶中部的水样测定各项指标.COD采用COD快速测定仪测定,浊度采用WTWTURB350IR浊度仪测定,pH值采用奥立龙MODEL868型pH计测定.第35卷第9期2009年9月北京工业大学学报JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.35No.9Sep.2009图1气浮装置示意图Fig.1Schematicdiagramofairflotation2试验结果与讨论2.1搅拌强度对处理效果的影响图2考察了搅拌强度对FeCl3混凝-气浮处理效果的影响.实验中ρFeCl3为175mg/L.可以看出,搅拌强度对COD的去除率有一定影响,COD去除率随搅拌强度提高而提高,当搅拌强度为350r/min时,COD去除率最高,达到97.9%;当搅拌强度进一步提高时,去除率反而下降.分析原因,在较低的搅拌强度下,混凝药剂不能有效地与水中胶体颗粒发生剧烈混合,破乳效果较差,生成的絮体颗粒过小,此时,微气泡与胶体颗粒的碰撞以布朗扩散效应为主,气浮效果不理想.随着搅拌强度的加大,混凝剂的破乳作用明显,生成的絮体颗粒直径与微气泡的直径相当,两者的碰撞过程受浮升效应和截流效应控制,表现为较好的混凝-气浮效果,而过高的搅拌强度会打碎生成的絮体颗粒,反而不利于气浮,使处理效果变差,因此搅拌强度应控制在一定的范围内[5-6].对于本实验水样,确定最佳的搅拌强度为350r/min.2.2絮凝时间对处理效果的影响图3考察了絮凝时间对FeCl3混凝-气浮效果的影响.实验中ρFeCl3为175mg/L.可以看出,搅拌时间对COD的去除率有一定影响,当絮凝时间达到8min,COD去除率为97.56%,之后再延长絮凝时间,COD的去除率不再提高,由此可见,为达到混凝-气浮所需的絮体颗粒尺寸,须保持足够的絮凝时间.絮凝时间过短,絮体颗粒尚未成长为气浮所需的尺寸,无法得到有效去除,当絮凝时间达到8min,生成的絮体颗粒能很好地与微气泡粘附,并得到有效的