2.2低温下各种混凝剂效果分析
低温下,分别以PAC、BAC以及PAFC为混凝剂,考察温度对原水中CODCr、色度和TP去除效果的影响。出水中CODCr、色度和TP随混凝剂质量浓度的变化情况见图2。
在低温条件下,PAC、BAC和PAFC对原水中CODCr的去除效果相对常温下有较大程度的下降。虽然随着投药量的增加,CODCr有所下降,但是去除效果并不理想,出水的CODCr还是维持在一个较高的水平,其中PAC在低温下的效果最好,去除率也只有31.60%。这是因为在低温下,混凝剂的水解难度增加,布朗运动速度减弱,不利于颗粒的脱稳,而且在低温下,胶体颗粒的水化作用增强,这会妨碍胶体的凝聚,所以低温条件下单独增加混凝剂的用量很难有效地降低纺织废水中的CODCr,而从图2(b)、(c)中可看出,低温下对色度和TP的去除并没有较大的影响。
2.3低温下活性炭投加方式实验分析
原水中粒径分布见图3,根据前面的结论,低温条件下,单独使用混凝剂很难将纺织废水中的CODCr有效地去除。
活性炭具有很高的比表面积,对水中的大部分有机物、芳香族化合物和卤代烃均具有较强的吸附能力,所以是去除水中嗅味、有机物及其他微污染物质的有效药剂。而且活性炭对有机物的吸附主要是物理吸附,吸附力主要是分子间力,受温度的影响不大[4-5]。因此,在本文实验中,尝试将活性炭与混凝剂联合使用的工艺。有研究[6]证明,在使用活性炭的时候,必须注意投加时间点和投加量的选择。相关实验表明:活性炭对原水中有机物的吸附作用在1 h内基本完成,其对有机物的最大去除率出现在前30 min,反应时间超过1 h后有机物去除率的提高幅度不大,吸附效果增加不明显。但如果吸附反应时间不够,会造成活性炭的沉淀,浪费部分吸附能力。有实验[7]表明,活性炭对于原水中颗粒粒径在1~10μm区间的小分子颗粒有很好的吸附效果。而混凝主要去除的是原水中颗粒粒径在10~50μm之间的大颗粒物质,根据图3中原水中颗粒粒径分布图可以看出,实验中所用的原水中颗粒的粒径大部分处于5~20μm之间。可以看出,混凝和活性炭吸附的分子中有一个交叉范围,所以活性炭的投加方式在联合工艺中显得至关重要,实验中会进一步验证这个问题。
活性炭投加方式对原水中COD、色度和TP去除效果的影响见表2。可以看出:低温下,活性炭在混凝剂之前投加的联合实验效果最好,3种混凝剂中以PAC效果最好,出水的CODCr从97.3 mg/L降至42.50 mg/L,色度从50倍降至25倍,TP从2.67 mg/L降至0.33 mg/L。从活性炭与纺织废水的混合、保证足够的吸附时间以及活性炭与水分离的角度分析:活性炭的投加时间应尽量前移,如果在混凝剂之后投加活性炭,混凝形成的絮体会把活性炭包裹起来,这样就无法发挥活性炭的吸附作用[8-9]。实验结果和分析表明,活性炭的最佳投加时机应该在混凝剂之前。
2.4低温下活性炭与混凝剂的联合
低温下,将粉末活性炭与混凝剂联合使用,考察联合工艺对出水中CODCr、色度和TP的去除效果,具体变化情况见图4。
从图4可以看出:低温条件下,相比单独混凝,混凝活性炭联合工艺能够有效地去除原水中的CODCr,出水的CODCr从92.75 mg/L降至24.37 mg/L,去除率从31.60%提高至73.80%,对色度和TP的去除也有一定程度的提高。
从实验结果还可看出,出水水质并不随着活性炭浓度的增加一直降低,活性炭最佳质量浓度为20 mg/L,当活性炭质量浓度高于30 mg/L时,出水的CODCr、色度和TP反而会上升,这是因为过量的活性炭会影响混凝剂形成矾花,所以,混凝活性炭的联合使用能够充分发挥两者对有机物的吸附去除能力,解决了低温条件下单独混凝效果不佳的问题[10-11]。
4·结论
1)在常温(20~30℃)条件下,PAC、BAC和PAFC都能够对纺织废水中的CODCr进行有效地去除,其中,BAC的效果最好,CODCr、色度和TP的去除率为51.44%、70.00%和93.48%。PAC的最佳质量浓度为150 mg/L,BAC为100 mg/L,PAFC为300 mg/L。
2)低温(10~15℃)条件下,单独使用混凝剂很难有效地去除纺织废水中的CODCr,PAC的去除率只有31.60%,采用混凝活性炭联合工艺时,活性炭的最佳投药方式是在混凝剂之前投加,当活性炭的质量浓度为20 mg/L时,出水CODCr的去除率能提高到73.80%。
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