混凝沉降法处理洗衣废水的实验研究

洗涤废水中含有表面活性剂，三聚磷酸钠，羧甲基纤维素等助剂、油污、尘土颗粒以及各种微生物等，外观浑浊，COD为300～800mg/l，pH为6.5～7.5，悬浮物含量较高，一般在500～1200mg/l。磷酸盐进入水体会引起水体的富营养化。表面活性剂进入水体后，会使水生动、植物中毒致死，使水中某些微污染物增溶，从而增加了给水厂处理的难度；进入城市污水处理厂污水中的洗涤剂达到一定浓度时，会影响曝气、沉淀、污泥消化等诸多过程。

处理洗涤废水主要采用化学混凝法[1]、电凝聚法[2]、生物接触氧化法[3]、AB[4]法等。本实验拟采用混凝沉淀+物理吸附法来处理洗涤废水。

1 实验原理

本实验是通过投加PAC和PAM絮凝沉降联合活性炭吸附来处理商业洗涤废水。

洗涤废水中表面活性剂与油污、尘土颗粒等作用，形成带负电荷的胶体粒子，比较稳定的存在于水体中，混凝剂加入到这样的废水中，发生一系列的水解作用，产生大量的带有正电荷阳离子及经羟基桥联形成的多核高电荷的配合离子，他们对悬浮胶粒表面的电荷有很强的吸附电中和能力，并且对胶体的双电层有很强的压缩能力，使胶体粒子脱稳，最后形成高聚合的氢氧化物把污染物吸附沉淀网捕分离出水体[5]。

2 实验部分

2.1 实验装置和试剂

WS—J型磁力搅拌器，723分光光度计。

聚合氯化铝（PAC，Al含量大于27%），聚丙烯酰胺（PAM，分子量为300万，非离子型），杏壳活性炭。

2.2分析项目及分析方法

CODCr：重铬酸钾法，按GB11914 1989进行

LAS：亚甲蓝分光光度法，按GB7494 1987进行

2.3 实验用水

实验用水选用上海一家洗衣公司洗衣车间的出水，该公司是一家专业的连锁洗衣公司。废水水质为：

CODCr为381mg/l

LAS为43mg/l

pH=7.5

废水呈淡乳白色，略带天蓝色

2.4实验方法<

实验采用如下步骤进行：

投加PAC脱稳 → 投加PAM絮凝沉降 → 滤纸过滤 → 活性炭过滤 → 出水

由于洗衣废水中表面活性剂与水中的微小悬浮物形成了带负电荷的胶体粒子，能够比较稳定的存在于水中，所以须先投加PAC使废水的胶体相体系脱稳；脱稳后，水中会产生大量细微悬浮物，投加PAM使之絮凝沉降，然后用滤纸过滤，进行固液分离；分离出来的滤液再经活性炭过滤吸附，完成实验步骤。

投药过程为：投加PAC剧烈搅拌15秒钟，然后静置2分钟，投加PAM，搅拌15秒钟。

2.5实验过程

2.5.1目测确定PAC和PAM投药量范围

选定一系列PAC投加量，先对投药效果进行目测。

取一系列烧杯，每个烧杯中加入原水100ml。在每个烧杯中按投加过程的步骤投加PAC和PAM，静沉5min后，比较产生絮体的大小，以及产生的沉淀物的量。投加投药量和效果如表1所示：

表1 一系列PAC投药量的目测效果

项 目				组			别
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
PAC投加量（ppm）	200	< 00	600	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000
PAM投加量（ppm）	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
目测上清液透明度	＜	＜	＜	＜	≤	≤	≈	≤	≤	≈
产生絮体体积（%）	10	15	20	35	40	50	50	60	约70	85

从实验效果可知当PAC投药量超过800ppm时，上清液透光性的效果趋于接近，因此PAC的投加量可以确定800～2000ppm之间。

选择PAC的投加量为1200ppm，进行PAM投药效果的比较。操作步骤同选择PAC投药范围一样，投药量如表2所示：

表2 一系列PAM投药量的目测效果

项 目		组 别
1	2	3
PAC投加量（ppm）	1200	1200	1200
PAM投加量（ppm）	1	2	3
投药效果（目测絮体大小和沉降性）	絮体较碎，沉降性良好，上清液略呈亮白色	絮体较大，沉降性良好，上清液略呈亮白色	絮体较大，沉降性良好，上清液较清

从实验效果看，当PAM的投药量大于2ppm后，产生的絮体比较好，上清液透明度也较好。因此，可以确定PAM的投药量在1～3ppm。

2.5.2 PAC与PAM投药效果的确定

由目测实验可以确定PAC和PAM的投加范围，现可拟一系列投加组合，进行对比实验。

投药量如表3所示：

表3 A组、B组和C组的加药量<

组

组 别	A1	A 2	A 3	A 4	A 5	A 6	A 7
PAC投加量（ppm）	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000
PAM投加量（ppm）	1	1	1	1	1	1	1

B组

组 别	B1	B 2	B 3	B 4	B 5	B 6	B 7
PAC投加量（ppm）	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000
PAM投加量（ppm）	2	2	2	2	2	2	2

C组

组 别	C1	C 2	C 3	C 4	C 5	C 6	C 7
PAC投加量（ppm）	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000
PAM投加量（ppm）	3	3	3	3	3	3	3

准备一系列烧杯，内盛废水100ml，按照上述投药量组合向废水中加入PAC和PAM，然后经滤纸过滤，得透过液，检测透过液的COD，可得到下面的COD去除率图。

由图1可以发现，A5、A6、A7、B5、B6、B7、C5、C6、C7几组的去除率较高，达到70%左右。

当PAC投加量大于1400ppm后，COD的去除率开始趋于接近，表明废水中的带电粒子基本上被中和完毕。此时，PAM的投药量对去除率影响不大。

当PAC投加量不足1400ppm时，随着PAM投药量增加，COD的去除率会升高。表明废水中投加PAC后残留的带电粒子会随PAM的投加量增加而减少。

2.5.3经活性炭过滤

可以选择A5、A6、B4、B5、B6、C4、C5、C6几组的滤纸过滤液进行活性炭过滤。

取一系列烧杯，内盛500ml废水，按照上述选择的几组投药量投加PAC和PAM，经滤纸过滤，取样，滤液经活性炭过滤，再取样。

检测所取水样的COD并对数据进行分析。

3　实验结果与分析

按照A5、A6、B4、B5、B6、C4、C5、C6几组投药组合进行投药，这一过程的COD去除率如图2所示。由图2 可知投药的去除率和图1相比有所下降。B组和C组的去除率相对高一些，在60%左右。究其原因可能是废水体积增大（实验废水量图1为100ml，图2为500m），搅拌力度和时间不够，混凝反应不够完全，导致投药效果不佳，COD去除率下降。

滤液经活性炭过滤，这一过程的COD去除率如图3所示。由图3可见，A组的去除率最高，达到70%以上；B组和C组较低一些。这是因为A组投药过滤出水的COD较高，分别为263mg/L和235mg/L，当其经过活性炭后，绝大部分都能被吸附去除的缘故。B组和C组投药出水COD比A组要低，因此去除率相对要低。

整个过程的COD去除率如图4所示。由图4可知A、B和C组总的去除

率均达到78%以上，尤以 B组为最高。

综合比较A、B、C三组的实验效果，可以得出按照B5投药效果最好，也较经济。原因如下：

1.A组的最后出水可以达标，总的去除率也不低，但是其投药过程的去除率较低，只有不到40%，大部分COD都被活性炭吸附了，大大的增加了活性炭的负荷；

2.C组与B组相比，去除效果相近，但PAM的投药量较B组大。

3.B组中，B5和B6的PAC投药量分别为1600和1800ppm，投药出水COD分别为154 mg/L和138 mg/L，活性炭过滤后出水COD分别为52 mg/L和50 mg/L，相比之下，B5的投药较为经济。

4结 论

由上述实验可知，PAC+PAM+活性炭吸附工艺处理洗衣废水在技术上是可行的。在进水COD为381mg/l时，投药过程COD的去除率可以达到60%以上，经过活性炭过滤后，总的去除率可以达到86%。出水COD在50 mg/L左右，能够达到《污水综合排放标准》的一级标准。

在实际工程应用中，PAC+PAM往往作为组合工艺的预处理，后续工艺一般采用生物处理。因此，加药量比通过加药法去除COD要小，相应运行费用也会降下来。例如江霜英等[6]报道的采用PAC+PAM做预处理，COD去除率为55%，出水进入后续曝气生物滤池。活性炭吸附通常放在整个在处理工序的最后一步，用于吸附残留有机物，能有效保证出水水质。当活性炭失效，无法再次利用时，可以进入垃圾焚烧厂进行焚烧处理。另外，活性炭是最后一道把关工序，其运行负荷低，从而延长了活性炭的使用寿命。