常見物化法處理麥草漿造紙廢水的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

宋曉喬，華 珊，宋 斌，張偉剛

(1.西安建筑科技大學(xué)華清學(xué)院，陜西 西安 710043；2.陜西萬諾建筑勞務(wù)有限公司，陜西 西安 710018；3.中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710077)

造紙行業(yè)污染物排放量?jī)H次于化工行業(yè)[1]，其中麥草漿造紙廢水成分復(fù)雜[2-4]，單一工藝很難達(dá)標(biāo)，迫切需要造紙廢水處理新技術(shù)，目前多用組合工藝進(jìn)行處理[5]。預(yù)與具有處理效果良好的加核絮凝法[6]組合處理麥草漿造紙廢水，前期工作研究了常用的物化法處理麥草漿造紙廢水最優(yōu)條件，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行各工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比，確定出最佳工藝。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)廢水

實(shí)驗(yàn)用水取自具有典型代表性的河南一林造紙廠麥草制漿造紙廢水處理站曝氣池。該廠污水處理采用Biolak工藝。從表觀上看，該水樣色度偏深，有惡臭味，含雜質(zhì)多，水質(zhì)見表1。

表1 造紙廢水的各項(xiàng)指標(biāo)

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

試驗(yàn)中所用到的藥劑：硫酸鋁、聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)、助凝劑(陰，陽，非離子)、鐵屑、活性炭、鹽酸、硫酸、NaOH、重鉻酸鉀、試亞鐵靈指示劑、硫酸亞鐵銨、硫酸銀均為分析純。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

DSHZ-300A旋轉(zhuǎn)式恒溫震蕩裝置、梅宇MY3000-6智能混凝試驗(yàn)攪拌儀、CODCr測(cè)試裝置、AB104-N電子天平、UV-2000分光光度計(jì)、涌泉YQ-400空氣壓縮機(jī)、FSJ-220B臭氧儀等。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 硫酸鋁混凝法

取100 mL的水樣，用NaOH(濃度為10%)和稀鹽酸(濃度為10%)將其pH值調(diào)節(jié)到6.0，加入1 mL濃度為10%的硫酸鋁，在室溫下，助凝劑種類為陽離子型PAM，濃度為0.5%的PAM用量為1 mL，用混凝儀在一定的混凝程序下進(jìn)行混凝反應(yīng)，具體的混凝程序見表2，水樣沉淀后，取其上清液，測(cè)其CODCr，并將數(shù)據(jù)記錄下來。

表2 混凝程序-1

注：“1”代表加混凝劑，“0”代表沒加藥。

表3 混凝程序-2

注：“1”代表加混凝劑，“0”代表沒加藥。

1.4.2 PAC混凝法

取100 mL的水樣，用NaOH(濃度為10%)和稀鹽酸(濃度為10%)將其pH值調(diào)節(jié)到6.0，加入1 mL濃度為10%的PAC，在室溫下，助凝劑種類為陰離子型PAM，濃度為0.5%的PAM用量為1 mL，用混凝儀在一定的混凝程序下進(jìn)行混凝反應(yīng)，具體的混凝程序見表2，水樣沉淀后，取其上清液，測(cè)其CODCr，并將數(shù)據(jù)記錄下來。

1.4.3 PFS混凝法

取100 mL的水樣，用NaOH(濃度為10%)和稀鹽酸(濃度為10%)將其pH值調(diào)節(jié)到6.0，加入2 mL濃度為10%的PFS，在室溫下，助凝劑種類為陰離子型PAM，濃度為0.5%的PAM用量為2 mL，用混凝儀在一定的混凝程序下進(jìn)行混凝反應(yīng)，具體的混凝程序見表3，水樣沉淀后，取其上清液，測(cè)其CODCr，并將數(shù)據(jù)記錄下來。

1.4.4 臭氧氧化法

取100 mL造紙廢水的水樣到1個(gè)1000 mL的量筒中，用臭氧發(fā)生器(300 mg/h)對(duì)水樣進(jìn)行曝氣，臭氧反應(yīng)時(shí)間為90 min，將反應(yīng)后水樣測(cè)其吸光度、色度和CODCr值，并將數(shù)據(jù)記錄下來。

1.4.5 微電解法

取100 mL的造紙廢水到500 mL的燒杯中，用NaOH(濃度為10%)和稀鹽酸(濃度為10%)分別將三組燒杯的pH值調(diào)節(jié)到3.0，鐵屑用量為40 g/L，活性炭用量為8 g/L，在磁力攪拌儀上攪拌60 min，過濾之后再用濃度為10%的NaOH將溶液中的pH值調(diào)到11.0，將溶液中的Fe2+、Fe3+等離子以Fe(OH)2和Fe(OH)3的形式沉淀下來。取其上層清液，分別測(cè)其吸光度、色度和CODCr值，并將數(shù)據(jù)記錄下來。

1.4.6 活性炭吸附法

先各取100 mL的造紙廢水到六個(gè)250 mL的錐形瓶中，并按順序從1到6進(jìn)行標(biāo)號(hào)，按順序分別加入活性炭0.5 g。設(shè)定參數(shù)為：振蕩溫度40 ℃，振蕩強(qiáng)度160 r/min，振蕩時(shí)間為1 h，沉降時(shí)間為3 h。水樣沉淀后，取其上層清液，分別測(cè)其吸光度、色度和CODCr值，并將數(shù)據(jù)記錄下來。

1.5 分析方法

脫色率采用分光光度法；CODCr采用重鉻酸鉀回流法測(cè)定。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

各物化法處理麥草漿造紙廢水效果見表4所示。

由表4可以看出，從技術(shù)指標(biāo)來看，按照去除CODCr從優(yōu)到劣排序?yàn)椋篜FS混凝法>微電解法>硫酸鋁混凝法>PAC混凝法>臭氧氧化法>活性炭法；按照去除色度從優(yōu)到劣排序?yàn)椋篜FS混凝法>微電解法>硫酸鋁混凝法>PAC混凝法>活性炭法>臭氧氧化法。所以，PFS混凝法對(duì)于麥草漿造紙廢水去除效果最好。

從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來看，按照價(jià)格由大到小排序有：微電解法>活性炭法>臭氧氧化法>PFS混凝法>PAC混凝法>硫酸鋁混凝法。所以，硫酸鋁混凝法價(jià)格最便宜。

三種混凝法與活性炭法對(duì)比，其效果較好且價(jià)格便宜，混凝法中硫酸鋁法最為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，PFS處理效果最好，硫酸鋁混凝法與PFS混凝法處理效果相差不大但其價(jià)格低廉；臭氧對(duì)CODCr和色度去除效果相當(dāng)，與混凝法組合是常用的處理工藝，臭氧氧化法價(jià)格比活性炭便宜，但是脫色效果較差，COD去除率較活性炭稍好；微電解法其處理效果較好，但價(jià)格最貴。

預(yù)研究一套對(duì)麥草漿造紙廢水處理效果好并能降低處理成本的組合新工藝，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，考慮到后續(xù)與加核絮凝法組合進(jìn)行處理草漿造紙廢水，確定采用硫酸鋁混凝法最佳。

表4 物化法經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析一覽表

3 結(jié)論

采用硫酸鋁混凝法、PAC混凝法、PFS混凝法、微電解法、臭氧氧化法及活性炭法分別在其最優(yōu)條件下對(duì)麥草漿造紙廢水進(jìn)行處理，對(duì)比其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，最終確定采用硫酸鋁混凝法與加核絮凝法組合繼續(xù)進(jìn)行麥草漿造紙廢水深度處理。