不同絮凝剂作用下造纸废水的絮凝行为

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1、不同絮凝剂作用下造纸废水的絮凝行为　　【摘要】考察了几种常用絮凝剂对造纸中段废水的处理效果，探讨了絮凝剂作用下废水絮体的沉降速率及絮体尺寸的变化。实验结果表明：使用PAC/CPAM复合絮凝剂处理造纸废水时，其浊度、色度、COD和SS等各指标的去除率基本都达到或高于90%。pH值对PAC的处理效果影响较为明显，对CPAM的影响较弱。PAC形成的絮体较小，结构较为致密；CPAM形成的絮体较大，较为疏松；复合絮凝剂作用下形成的絮体尺寸最大，沉降速率最快。　　【关键词】絮凝剂造纸废水絮凝沉降速度　　随着世界经济格局的重大调整和我国经济社会转型的明显加速，我国造纸工业

2、发展面临的资源、能源和环境等方面的约束日益突显，节能减排任务仍较为艰巨。由于造纸工业物耗、水耗、能耗高，其主要污染特性是废水排放量大，其中含有一定的纤维悬浮物、半纤维素、木质素、有机助剂、无机酸盐、无机填料以及油墨、染料等，造成废水的化学需氧量、生化需氧量及悬浮物含量高，色度严重[1-3]。XX年颁布的“十二五规划”中，特别指出必须把节约用水、提高用水效率、减少废水排放放在首要地位[4]。　　近年来，针对造纸废水的特性已开发了一系列的处理技术，根据其作用原理大致可分为物理法、化学法和生物法三大类。一般来说，仅用一种技术很难有效对废水进行充分处理，生产中通常是

3、几种方法配合使用[5]。其中使用水溶性高分子聚合物为絮凝剂来处理废水，具有促进水质澄清、减少泥渣数量、加快沉降污泥的过滤速度和便于滤饼处理等优点，在废水处理中占有重要的地位[6]。　　絮凝剂按照其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂一般包括硫酸铝3）、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁以及聚合硫酸铁等；有机絮凝剂又可分为阴离子型、阳离子型与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的共聚物）、非离子型和两性离子型或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵及丙烯酸或马来酸的三元共聚物）等[7]。本研究对比考察了常用的几种絮凝剂对造纸中段废水的处

4、理效果，并对其絮凝沉降速度、絮体的大小等絮凝行为进行了探讨，以期为最大效率的发挥絮凝剂作用效果提供一定的理论指导。　　实验原料　　聚合氯化铝，工业级；阳离子聚丙烯酰胺：工业级，分子量1000万，阳离子度20%；造纸中段废水取自山东青州某造纸厂；其它药品均为工业级，由山东青州某造纸厂提供。　　实验仪器　　LS100Q型激光粒度分析仪，美国贝克曼-库尔特有限公司；s212-90w型变频调速搅拌器，上海互佳仪器厂；SG78型pH计，梅特勒-托利多仪器公司；2100N型浊度仪，美国哈希仪器公司；COD测定仪，北京宏昌信科技有限公司；LICO-500型色度计，美国哈希

5、仪器公司，Sartorius-BS124S型电子天平，北京赛多利斯仪器有限公司。　　实验方法　　废水絮凝实验　　取200mL废水置于250mL烧杯中，安装好变频调速搅拌器，开启搅拌，根据实验设计加入一定量的絮凝剂，首先设置搅拌速度为200rpm，快速搅拌2min，然后将转速降至50rpm，慢速搅拌5min。静止1小时后取上清液，根据国标与各仪器使用说明测定上清液的浊度、色度、COD、SS等指标，具体实验流程如图1所示。　　沉降速度的测定　　在250mL沉降量筒中加入100mL中段废水，根据实验设计加入一定量的絮凝剂，按照上述絮凝实验方法进行搅拌，停止搅拌后开

6、始计时，记录在不同时刻清浊液界面的下降高度，以下降的高度h对时间t作图，得到絮体的沉降速度。　　造纸中段废水的基本特性　　随着白水封闭循环程度的不断增加，废水中污染物含量不断上升，回用难度越来越大。废水中的污染物质主要来源于生产过程中流失的纤维和细小纤维、溶解与胶体物质、残余油墨以及化学药品。为了更好地掌握该厂中段废水的基本情况，我们对几个基本指标进行了测定，结果如表1所示。　　表1中列出了该造纸厂中段废水的几个常规指标，可以看出废水的pH值基本接近中性，其固含量、SS含量偏高，说明含有一定量的细小纤维或填料等大颗粒的物质；COD含量略高，说明含有一定量的有

7、机组分，由于该中段废水取自高得率浆生产线，推测主要为树脂酸、脂肪酸类物质。　　不同絮凝剂对造纸废水的处理效果　　絮凝处理过程中，不同絮凝剂对废水的处理效果有较大差别，为比较各类絮凝剂的处理效果，选出对造纸中段废水处理效果较好的絮凝剂，本研究首先对常用的几种絮凝剂进行了筛选。具体实验结果见表2。　　由表2可以看出，在使用单一絮凝剂的情况下，从浊度、色度、COD和SS的去除效果方面来看，PAC及CPAM对废水的处理效果最好，其中PAC和CPAM对浊度、色度及SS的去除率基本达到80%。当使用PAC/CPAM复合絮凝剂剂时，各指标的去除率基本都达到或高于90%。在

8、对废水处理时，无机絮凝剂主要起凝结作用，其成本较低；