混凝沉降法處理洗衣廢水的實驗研究
洗滌廢水中含有表面活性劑，三聚磷酸鈉，羧甲基纖維素等助劑、油污、塵土顆粒以及各種微生物等，外觀渾濁，COD為300～800mg/l，pH為6.5～7.5，懸浮物含量較高，一般在500～1200mg/l。磷酸鹽進入水體會引起水體的富營養化。表面活性劑進入水體后，會使水生動、植物中毒致死，使水中某些微污染物增溶，從而增加了給水廠處理的難度；進入城市污水處理廠污水中的洗滌劑達到一定濃度時，會影響曝氣、沉淀、污泥消化等諸多過程。處理洗滌廢水主要采用化學混凝法[1]、電凝聚法[2]、生物接觸氧化法[3]、AB[4]法等。本實驗擬采用混凝沉淀+物理吸附法來處理洗滌廢水。
1 實驗原理
本實驗是通過投加PAC和PAM絮凝沉降聯合活性炭吸附來處理商業洗滌廢水。
洗滌廢水中表面活性劑與油污、塵土顆粒等作用，形成帶負電荷的膠體粒子，比較穩定的存在于水體中，混凝劑加入到這樣的廢水中，發生一系列的水解作用，產生大量的帶有正電荷陽離子及經羥基橋聯形成的多核高電荷的配合離子，他們對懸浮膠粒表面的電荷有很強的吸附電中和能力，并且對膠體的雙電層有很強的壓縮能力，使膠體粒子脫穩，最后形成高聚合的氫氧化物把污染物吸附沉淀網捕分離出水體[5]。
2 實驗部分
2.1 實驗裝置和試劑
WS—J型磁力攪拌器，723分光光度計。
聚合氯化鋁（PAC，Al含量大于27%），聚丙烯酰胺（PAM，分子量為300萬，非離子型），杏殼活性炭。
2.2分析項目及分析方法
CODCr：重鉻酸鉀法，按GB11914 1989進行
LAS：亞甲藍分光光度法，按GB7494 1987進行
2.3 實驗用水
實驗用水選用上海一家洗衣公司洗衣車間的出水，該公司是一家專業的連鎖洗衣公司。廢水水質為：
CODCr為381mg/l
LAS為43mg/l
pH=7.5
廢水呈淡乳白色，略帶天藍色
2.4實驗方法<
投加PAC脫穩 → 投加PAM絮凝沉降 → 濾紙過濾 → 活性炭過濾 → 出水
由于洗衣廢水中表面活性劑與水中的微小懸浮物形成了帶負電荷的膠體粒子，能夠比較穩定的存在于水中，所以須先投加PAC使廢水的膠體相體系脫穩；脫穩后，水中會產生大量細微懸浮物，投加PAM使之絮凝沉降，然后用濾紙過濾，進行固液分離；分離出來的濾液再經活性炭過濾吸附，完成實驗步驟。
投藥過程為：投加PAC劇烈攪拌15秒鐘，然后靜置2分鐘，投加PAM，攪拌15秒鐘。
2.5實驗過程
2.5.1目測確定PAC和PAM投藥量范圍
選定一系列PAC投加量，先對投藥效果進行目測。
取一系列燒杯，每個燒杯中加入原水100ml。在每個燒杯中按投加過程的步驟投加PAC和PAM，靜沉5min后，比較產生絮體的大小，以及產生的沉淀物的量。投加投藥量和效果如表1所示：
表1 一系列PAC投藥量的目測效果
| 項 目 | 組 | 別 | ||||||||
| 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 |
| 目測上清液透明度 | ＜ | ＜ | ＜ | ＜ | ≤ | ≤ | ≈ | ≤ | ≤ | ≈ |
| 產生絮體體積（%） | 10 | 15 | 20 | 35 | 40 | 50 | 50 | 60 | 約70 | 85 |
從實驗效果可知當PAC投藥量超過800ppm時，上清液透光性的效果趨于接近，因此PAC的投加量可以確定800～2000ppm之間。
選擇PAC的投加量為1200ppm，進行PAM投藥效果的比較。操作步驟同選擇PAC投藥范圍一樣，投藥量如表2所示：
表2 一系列PAM投藥量的目測效果
| 項 目 | 組 別 | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| PAC投加量（ppm） | 1200 | 1200 | 1200 |
| PAM投加量（ppm） | 1 | 2 | 3 |
| 投藥效果（目測絮體大小和沉降性） | 絮體較碎，沉降性良好，上清液略呈亮白色 | 絮體較大，沉降性良好，上清液略呈亮白色 | 絮體較大，沉降性良好，上清液較清 |
從實驗效果看，當PAM的投藥量大于2ppm后，產生的絮體比較好，上清液透明度也較好。因此，可以確定PAM的投藥量在1～3ppm。
2.5.2 PAC與PAM投藥效果的確定
由目測實驗可以確定PAC和PAM的投加范圍，現可擬一系列投加組合，進行對比實驗。
投藥量如表3所示：
表3 A組、B組和C組的加藥量<
| 組 別 | 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組
| 組 別 | 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組
| 組 別 | 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 |
準備一系列燒杯，內盛廢水100ml，按照上述投藥量組合向廢水中加入PAC和PAM，然后經濾紙過濾，得透過液，檢測透過液的COD，可得到下面的COD去除率圖。
由圖1可以發現，A5、A6、A7、B5、B6、B7、C5、C6、C7幾組的去除率較高，達到70%左右。
當PAC投加量大于1400ppm后，COD的去除率開始趨于接近，表明廢水中的帶電粒子基本上被中和完畢。此時，PAM的投藥量對去除率影響不大。
當PAC投加量不足1400ppm時，隨著PAM投藥量增加，COD的去除率會升高。表明廢水中投加PAC后殘留的帶電粒子會隨PAM的投加量增加而減少。
2.5.3經活性炭過濾
可以選擇A5、A6、B4、B5、B6、C4、C5、C6幾組的濾紙過濾液進行活性炭過濾。
取一系列燒杯，內盛500ml廢水，按照上述選擇的幾組投藥量投加PAC和PAM，經濾紙過濾，取樣，濾液經活性炭過濾，再取樣。
檢測所取水樣的COD并對數據進行分析。
3 實驗結果與分析
按照A5、A6、B4、B5、B6、C4、C5、C6幾組投藥組合進行投藥，這一過程的COD去除率如圖2所示。由圖2 可知投藥的去除率和圖1相比有所下降。B組和C組的去除率相對高一些，在60%左右。究其原因可能是廢水體積增大（實驗廢水量圖1為100ml，圖2為500m），攪拌力度和時間不夠，混凝反應不夠完全，導致投藥效果不佳，COD去除率下降。
濾液經活性炭過濾，這一過程的COD去除率如圖3所示。由圖3可見，A組的去除率最高，達到70%以上；B組和C組較低一些。這是因為A組投藥過濾出水的COD較高，分別為263mg/L和235mg/L，當其經過活性炭后，絕大部分都能被吸附去除的緣故。B組和C組投藥出水COD比A組要低，因此去除率相對要低。
整個過程的COD去除率如圖4所示。由圖4可知A、B和C組總的去除
綜合比較A、B、C三組的實驗效果，可以得出按照B5投藥效果最好，也較經濟。原因如下：
1.A組的最后出水可以達標，總的去除率也不低，但是其投藥過程的去除率較低，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負荷；
2.C組與B組相比，去除效果相近，但PAM的投藥量較B組大。
3.B組中，B5和B6的PAC投藥量分別為1600和1800ppm，投藥出水COD分別為154 mg/L和138 mg/L，活性炭過濾后出水COD分別為52 mg/L和50 mg/L，相比之下，B5的投藥較為經濟。
4結 論
由上述實驗可知，PAC+PAM+活性炭吸附工藝處理洗衣廢水在技術上是可行的。在進水COD為381mg/l時，投藥過程COD的去除率可以達到60%以上，經過活性炭過濾后，總的去除率可以達到86%。出水COD在50 mg/L左右，能夠達到《污水綜合排放標準》的一級標準。
在實際工程應用中，PAC+PAM往往作為組合工藝的預處理，后續工藝一般采用生物處理。因此，加藥量比通過加藥法去除COD要小，相應運行費用也會降下來。例如江霜英等[6]報道的采用PAC+PAM做預處理，COD去除率為55%，出水進入后續曝氣生物濾池。活性炭吸附通常放在整個在處理工序的最后一步，用于吸附殘留有機物，能有效保證出水水質。當活性炭失效，無法再次利用時，可以進入垃圾焚燒廠進行焚燒處理。另外，活性炭是最后一道把關工序，其運行負荷低，從而延長了活性炭的使用壽命。
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