強(qiáng)化混凝處理碎煤加壓氣化廢水生化出水中有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)研究

岳子明，安洪光，劉俊峰，張文博

(大唐國(guó)際化工技術(shù)研究院有限公司，北京 100070)

目前，碎煤加壓氣化廢水經(jīng)過(guò)常規(guī)生化工藝處理后，水中仍然含有一定量的懸浮物、有機(jī)物等物質(zhì)，尤其是水中的有機(jī)物會(huì)影響后續(xù)處理工藝(如微濾、超濾等)的運(yùn)行［1］，因此，需要研究降低水中有機(jī)物的措施。

目前，常用的深度處理技術(shù)主要有強(qiáng)化混凝技術(shù)、臭氧活性炭技術(shù)、生物活性炭技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、膜過(guò)濾技術(shù)等［2］，其中強(qiáng)化混凝技術(shù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、技術(shù)要求不高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在去除有機(jī)物方面，是常用的重要措施之一［3］，可有效去除水中的有機(jī)物［4］。黃曉東等［5］對(duì)微污染水庫(kù)水的研究表明，與常規(guī)混凝加藥量相比，通過(guò)增加聚合氯化鋁量，水中有機(jī)物TOC的去除率可提高24%。

本研究以國(guó)內(nèi)某廠碎煤加壓氣化廢水為原水，以課題研發(fā)的“活性焦吸附+生化處理”工藝中的生化出水作為實(shí)驗(yàn)用水，考察強(qiáng)化混凝技術(shù)對(duì)有機(jī)物去除的影響規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鐵(PFC)均為工業(yè)品;碎煤加壓氣化廢水生化處理出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

MY 3000-6混凝實(shí)驗(yàn)攪拌儀;Phoenix-8000 TOC測(cè)定儀。

表1 實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)Table 1 Water quality of experiment

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1 000 mL水樣中投加一定量混凝劑，將其放入混凝實(shí)驗(yàn)攪拌儀中，在混合轉(zhuǎn)速100 r/min條件下攪拌1 min，然后在反應(yīng)轉(zhuǎn)速60 r/min條件下攪拌30 min，自由沉降30 min。取混凝上清水進(jìn)行TOC、UV254分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 混凝劑投加量對(duì)去除有機(jī)物的影響

PFC、PAC 不同加藥量時(shí)，出水 TOC、UV254見(jiàn)圖1。

由圖1可知，隨著混凝劑投加量的增加，有機(jī)物(TOC)的去除率也隨之提高，在PAC和PFC投加量為150 mg/L時(shí)，TOC的去除率分別為 42.8%，52.1%，對(duì) UV254的去除率分別為 45.1%，60.1%。采用強(qiáng)化混凝工藝可明顯提高水中有機(jī)物的去除率，PFC的效果優(yōu)于PAC，主要是因?yàn)殍F的原子量要高于鋁的原子量，所以在添加同等藥劑量時(shí)，鐵鹽產(chǎn)生的氫氧化鐵的重量比鋁鹽產(chǎn)生的氫氧化鋁重量高。

圖1 混凝劑投加量對(duì)去除有機(jī)物的影響Fig.1 Influence of coagulation concentration on theorganic matter

2.2 混凝水力條件對(duì)混凝劑去除有機(jī)物的影響

分別對(duì)PFC、PAC加藥量為150 mg/L時(shí)，以混合轉(zhuǎn)速、混合時(shí)間、反應(yīng)轉(zhuǎn)速、反應(yīng)時(shí)間為影響因素，以混凝沉降30 min后上清液中TOC為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，因素水平見(jiàn)表2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、表4。

表2 混凝水力條件實(shí)驗(yàn)表Table 2 Table of the hydrodynamic conditions in the coagulation experiment

表3 聚合氯化鐵水力條件正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Result of the hydrodynamic conditions in the PFC experiment

表4 聚合氯化鋁水力條件正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 Result of the hydrodynamic conditions in the PAC experiment

由表3可知，最優(yōu)混凝水力條件為A2B3C3D2，即混合轉(zhuǎn)速100 r/min，混合時(shí)間3 min，反應(yīng)轉(zhuǎn)速60 r/min，反應(yīng)時(shí)間 30 min。

由表4可知，最優(yōu)混凝水力條件為A2B1C3D2，即混合轉(zhuǎn)速100 r/min，混合時(shí)間0.5 min，反應(yīng)轉(zhuǎn)速60 r/min，反應(yīng)時(shí)間 30 min。

3 結(jié)論

(1)碎煤加壓氣化廢水生化處理出水采用強(qiáng)化混凝工藝，可降低水中的有機(jī)物，隨著加藥量的增加，有機(jī)物的去除率升高，并且使用PFC的效果要優(yōu)于PAC效果。

(2)不同混凝劑的最優(yōu)混凝水力條件稍有不同，采用PFC時(shí)，最優(yōu)混凝水力條件為混合轉(zhuǎn)速100 r/min，混合時(shí)間3 min，反應(yīng)轉(zhuǎn)速60 r/min，反應(yīng)時(shí)間30 min;采用PAC時(shí)，最優(yōu)混凝水力條件為混合轉(zhuǎn)速 100 r/min，混合時(shí)間 0.5 min，反應(yīng)轉(zhuǎn)速60 r/min，反應(yīng)時(shí)間 30 min。

［1］張廣超，董付彩，惠云珍，等.碎煤加壓氣化廢水的處理工藝及技術(shù)進(jìn)展［J］.化肥設(shè)計(jì)，2011，49(3):30-33.

［2］徐佩瑤，侯素霞，王淑娜.煤加壓氣化廢水處理方法的現(xiàn)狀及展望［J］.燃料與化工，2006，37(2):31-35.

［3］游曉宏，陳曉瓊.混凝技術(shù)及其發(fā)展［J］.工業(yè)水處理，2002，22(11):7-9.

［4］James K E，John E T.Enhanced coagulation:US requirements and a broader view［J］.Water Science and Technology，1999，40(9):63-70.

［5］黃曉東，孫偉，莊漢平，等.強(qiáng)化混凝處理微污染原水［J］.中國(guó)給排水，2002，18(12):45-47.