高含鹽工業(yè)廢水處理雙堿軟化法

雙減法對煤化工領(lǐng)域產(chǎn)生的高含鹽廢水有廣泛的適用性，通過小試確定各種藥劑的投加濃度，從而使其在高含鹽廢水處理技術(shù)得到快速發(fā)展。

1、小試過程

1.1 小試材料

小試廢水:某工業(yè)園區(qū)高含鹽廢水，pH=8.0、TDS=4500mg/L、總硬度(以CaCO3計)=1900mg/L、Ca2+(以CaCO3計)=620mg/L、總堿度=78mg/L、COD=195mg/L、SiO2=87mg/L。

小試藥劑:10%的碳酸鈉溶液;10%的氫氧化鈉溶液;10%聚合硫酸鐵;0.5‰PAM。

試驗儀器器皿:2L燒杯8個;OA2000攪拌儀4個;移液槍0.5，1，5，10mL各1把;PHS-3C型pH計1臺;FA-2004電子天平1臺;LH-3BA紫外可見智能型多參數(shù)水質(zhì)測定儀;5B-1(V8)智能型多功能消解器消解儀;美國MyronL6P便攜式TDS測定儀;滴定臺1個、50mL白色堿性滴定管等其他輔助器皿。

1.2 小試方法

取10L高含鹽工業(yè)廢水，檢測其pH、TDS、總硬度、Ca2+、COD和SiO2濃度;根據(jù)檢測所得結(jié)果計算碳酸鈉和氫氧化鈉的加藥量。

取同一批廢水1000mL于2L燒杯內(nèi)，加入氫氧化鈉檢測其pH后，繼續(xù)投加碳酸鈉、PFS和PAM，進(jìn)行混凝沉淀，分別用攪拌機進(jìn)行攪拌;混凝試驗完成后待沉淀20min后取上清液檢測其pH、TDS、總硬度、Ca2+、COD和SiO2濃度。

1.3 小試檢測分析方法

小試檢測分析方法主要根據(jù)最新的國家標(biāo)準(zhǔn)以及《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》收錄的方法進(jìn)行檢測。

2、結(jié)果與討論

由于進(jìn)水中硬度高堿度低，而且硬度明顯高于堿度，因此選擇雙堿法。首先投加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為碳酸鈉與Ca2+、Mg2+反應(yīng)提供堿性環(huán)境。

2.1 pH調(diào)節(jié)

分別取6個1000mL原水于2L燒杯中，依次向燒杯中投加不同量的氫氧化鈉溶液，邊投加邊攪拌檢測pH值，控制pH值分別為10.5、11、11.2、11.5、11.8和12.1。待pH值穩(wěn)定后根據(jù)原水總硬度(以CaCO3計)為1900mg/L、Ca2+(以CaCO3計)為620mg/L、總堿度為78mg/L，計算理論碳酸鈉投加量為1700mg/L，向不同pH值的燒杯內(nèi)投加相同量的碳酸鈉攪拌使其充分反應(yīng)，20min后取各自上清液檢測總硬度，分析總硬度去除率，實驗結(jié)果如圖1所示。

在堿性條件下，碳酸鈉與高含鹽廢水中Ca2+、Mg2+反應(yīng)過程如下:

在pH較低時Mg2+無法充分與OH－結(jié)合，而pH較高時碳酸鈉與Ca2+反應(yīng)狀態(tài)不佳，直接影響其去除效果。由圖可知，原水在pH值為11.5時碳酸鈉與水中的Ca2+、Mg2+反應(yīng)最充分，其總硬度的去除率為67.37%。

2.2 碳酸鈉投加量

在pH值為11.5時，分別向燒杯中投加其理論投加量的80%、110%、125%、150%、160%和175%碳酸鈉，充分?jǐn)嚢韬蟪吻?/span>20min取其上清液檢測總硬度。由圖2可知:當(dāng)碳酸鈉投加量為理論值的150%時其總硬度的去除效果最佳。

2.3 PFS投加量

根據(jù)上述小試結(jié)果分別向5個2L燒杯中投加相同量氫氧化鈉和碳酸鈉時期充分反應(yīng)，將反應(yīng)完全后分別同其燒杯中投加30，70，100，150，200mg/L的聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵，快速攪拌10s后澄清10min取其上清液檢測出水濁度。

由圖3可知:投加聚合硫酸鐵的出水濁度普遍比投加聚合氯化鋁的澄清效果好，其出水濁度小，同時當(dāng)聚合硫酸鐵投加量為100mg/L時其出水濁度最小。

2.4 PAM投加量

分別取1000mL水樣于5個2L燒杯中，先分別向各個燒杯中投加相同量的氫氧化鈉、碳酸鈉和聚鐵后快速攪拌1min后，分別向燒杯中投加濃度為2，3，5，7，10mg/L的ACPAM(陰離子)，絮凝劑慢速攪拌1min，觀察其絮凝效果。重復(fù)上述步驟，分別用小分子量陽離子(CPAM20)、中分子量陽離子(CPAM40)大分子量陽離子(CPAM50)替代ACPAM(陰離子)。反應(yīng)結(jié)束后取上清液檢測其濁度，分析如圖4所示。

PAM主要靠分子鏈固定在不同的顆粒表面上，各顆粒之間形成聚合物的橋，使顆粒形成聚集體而沉降。由圖4可知，不同型號的PAM對水樣中濁度的去除效果不同，在慢速攪拌的過程中形成礬花的大小不一，無明顯規(guī)律。通過檢測結(jié)果可知，PAM在助凝過程中其投加量過小時，其聚合效果不明顯，顆粒物不能完全結(jié)合沉降;投加量過大時其運行成本較高、其形成的污泥黏性較大不利于后續(xù)污泥的處理，綜合考慮小試確定最佳的型號為CPAM20，該產(chǎn)品的最佳用量為3mg/L。

3、結(jié)論

1)雙堿法作為預(yù)處理工藝處理高含鹽廢水時，碳酸鈉與Ca2+、Mg2+最佳反應(yīng)pH為11.5。

2)投加適量的碳酸鈉、絮凝劑和混凝劑不僅可以通過絮凝沉淀有效的去除硬度，同時對COD和SiO2有一定的去除效果。

3)在雙堿法除硬過程中，聚合硫酸鐵的絮凝效果優(yōu)于聚合氯化鋁的效果，且最佳投量為100mg/L。

4)小試結(jié)果顯示，小分子陽離子絮凝劑(CPAM20)更有利于本次水樣的絮凝，且最佳投量為3mg/L。（來源：內(nèi)蒙古久科康瑞環(huán)?？萍加邢薰荆?/span>