多烯多胺接枝絮凝劑處理工業(yè)廢水的應(yīng)用

王玉柱

（安徽省化工研究院，安徽合肥230041）

多烯多胺接枝絮凝劑處理工業(yè)廢水的應(yīng)用

王玉柱

（安徽省化工研究院，安徽合肥230041）

通過實(shí)驗(yàn)研究了三種合成接枝絮凝劑在工業(yè)廢水處理中的性能，確定三乙烯四胺接枝絮凝劑為最佳絮凝劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)保持pH值不變，廢水CODCr濃度在300mg/L時(shí)三乙烯四胺接枝絮凝劑的處理效果最好，達(dá)到CODCr去除率為50.02%、透光率為97.3%的處理效果，處理后的廢水可達(dá)到國家綜合污水排放二級標(biāo)準(zhǔn)。

絮凝劑；工業(yè)廢水；三乙烯四胺；CODCr；透光率

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，水環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重，直接威脅到人類的生存環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球有4200億m3/年的污水排入河流，致使約55000億m3的水體受到污染。工業(yè)污水含污染物種類多，成分復(fù)雜，處理較難，而以往的活性污泥法、氣浮法、萃取法等傳統(tǒng)的處理方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，繼而出現(xiàn)了絮凝法處理技術(shù)[1-3]。由于操作簡單、高效,絮凝法處理污水技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，其中，應(yīng)用最為廣泛的是聚丙烯酰胺（PAM），美國、日本已經(jīng)取得了60%的市場占有率，并保持6.5%的年消費(fèi)增長率[4-5]。目前，陽離子絮凝劑在國外已占合成絮凝劑總量的80%，在國內(nèi)，二十世紀(jì)70年代才開始使用，現(xiàn)在已開發(fā)出了多種品種。高效、低成本的絮凝劑新產(chǎn)品的開發(fā)，對提高國內(nèi)污水處理依然具有十分重要的意義[6-7]。

1　絮凝劑作用機(jī)理

絮凝作用分為凝聚和絮凝兩種過程。目前對絮凝機(jī)理的解釋主要有雙電層壓縮、吸附電中和、吸附架橋作用三種[8]。

（1）雙電層壓縮機(jī)理：通過在膠體分散系加入電解質(zhì)，增強(qiáng)溶液中反離子強(qiáng)度，致使擴(kuò)散層厚度減小，從而達(dá)到降低ζ電位的作用。

（2）電中和作用：膠粒表面對異電荷離子、膠體粒子或高分子異電荷產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸附作用，降低相互之間排斥力，達(dá)到膠粒之間互相吸附的目的。

（3）架橋作用：兩個(gè)同號膠粒通過一個(gè)異號膠粒連接，當(dāng)一個(gè)絮凝劑分子碰撞一個(gè)膠粒后，吸附其活性基團(tuán)，剩下的其它活性基團(tuán)則朝外伸向水體中，從而起到架橋作用[9]。絮凝過程同時(shí)存在物理、化學(xué)反應(yīng)，影響絮凝效果的因素有膠粒種類、大小、濃度、pH值、溫度、攪拌速度等[10]。

2　實(shí)驗(yàn)部分

2.1水樣特性及組成

水樣來源于某焦化廠，具有高污染濃度、高色度、毒性大等特點(diǎn)。由于原水樣濃度極大，不在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的CODCr測定范圍內(nèi)，故將水樣稀釋10倍后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，稀釋后的水樣CODCr為553.809 mg/L，透光率為3.1%。

2.2試劑和儀器

K2Cr2O7，（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O，Ag2SO4，F(xiàn)eSO4，鄰菲啰啉，高嶺土，蒸餾水。ISO9001電子天平，精密pH計(jì)。

2.3實(shí)驗(yàn)方法

（1）首先用十六烷基三甲基溴化銨溶液除去水樣中深色度不透明的物質(zhì)，配制0.1%聚丙烯酰胺100mL和1%十六烷基三甲基溴化銨溶液（CTAB）100mL。

（2）分別合成乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺接枝絮凝劑5mL溶于十六烷基三甲基溴化銨溶液中。

（3）取若干份廢水100mL于燒杯中，預(yù)處理后加入CTAB攪拌，10min后加入定量合成絮凝劑，攪拌5min后過濾，測定濾液的COD與色度。

3　結(jié)果與討論

分別對不同的CTAB加入量，乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺三種不同合成接枝絮凝劑對廢水處理效果及不同濃度廢水的去除效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

首先進(jìn)行水樣預(yù)處理后向5個(gè)燒杯中分別加入100mL水樣，依次加入1.0～5.0mL CTAB，快速攪拌5min后加入2mL三乙烯四胺，緩慢攪拌10min后過濾測定，結(jié)果如表1所示。

表1　不同CTAB的加入量對處理效果的影響

預(yù)處理后水樣分別加入4個(gè)100mL燒杯中，依次加入CTAB 3.0mL，快速攪拌5min后，分別加入聚丙烯酰胺溶液（PAM）、三乙烯四胺接枝絮凝劑（TPAM）、乙二胺接枝絮凝劑（EPAM）、二乙烯三胺接枝絮凝劑（DPAM）溶液各2mL，緩慢攪拌10min后過濾測定，結(jié)果如表2所示。

表2　不同合成接枝絮凝劑對處理效果的影響

分別將原水樣稀釋4、5、10、15、20、25倍后各取100mL加入燒杯，分別加入CTAB3.0mL，快速攪拌5min后加入三乙烯四胺接枝絮凝，緩慢攪拌10min后過濾測定，結(jié)果如表3所示。

表3　對不同濃度水樣處理效果

由表2可以看出：當(dāng)廢水CODCr濃度在300～500mg/L，保持pH不變的條件下，CTAB加入量為3mL，加入三乙烯四胺接枝絮凝劑約為2mL時(shí)廢水的處理效果最好，可以去除廢水中的刺激性氣味，CODCr去除率為54.27%，透光率為94.9%。因?yàn)榻够瘡U水會(huì)帶負(fù)電荷，加入TPAM致使胺基團(tuán)水解后帶正電荷，可中和水樣的負(fù)電荷。合成的絮凝劑對該水樣具有良好的去除效果，經(jīng)處理后可達(dá)到國家污水綜合排放（GB16899-1996）的二級標(biāo)準(zhǔn)。

4　結(jié)論

通過以某焦化廠廢水為水樣，對三種合成接枝絮凝劑處理廢水的性能進(jìn)行了測試。結(jié)果表明：合成的三種絮凝劑中三乙烯四胺接枝絮凝劑處理廢水效果較好，且當(dāng)廢水CODCr濃度在300mg/L時(shí)處理效果最好，處理后的廢水CODCr去除率為54.27%，透光率可達(dá)到94.9%，合成接枝絮凝劑處理廢水有良好的去除效果。

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Application of Ene-amine Graft Flocculant in the Treatment of Industrial Wastewater

WANG Yu-zhu
（Anhui Research Institute ofChemical Industry，Hefei 230041，China）

Through experiments ofthree synthetic graft flocculants in industrial wastewater removal performance of triethylene tetramine grafting flocculant for the best flocculant and its application concentration range is determined.Experimental results show that when the pH was maintained constant，wastewater CODCrconcentration 300mg/L，when triethylenetetramine graftingflocculant treatment effect best removal wastewater excitant odour，CODCrremoval rate for 50.02%，the transmittance for the treatment effect of 97.3%，the treated wastewater up to the national integrated wastewater discharge standard of secondary，with good removal performance.

flocculant；industrial wastewater；three ethylene four amine；CODCr；light transmittance

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.04.031

X703

A

1008-553X（2016）04-0088-02

2016-03-30

王玉柱（1983-），男，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，工程師，從事環(huán)境影響評價(jià)工作，13395693980，0551-65853166，94139356@qq.com。