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制浆造纸废水是重要的环境污染源之一,已成为制约造纸工业发展和水污染治理的瓶颈。它具有水量大、污染物浓度高、生物可降解性差且毒性较强等特点,一直是工业污染防治的热点和难点。因此,需要在充分了解造纸工业生产特点和废水特性的基础上研究经济、高效的废水处理工艺,才能取得理想的防治效果。
本文以黑龙江某造纸厂实际工程为依托,在分析了混合型造纸废水特性和混凝机理的基础上,采用正交试验的方式研究了影响混合型造纸废水的处理效果的各因素的关系,并根据实际情况研究了几种常见的无机混凝剂和高分子絮凝剂联合投加的处理效能。得出了实际工程的最佳的运行参数。同时制备了新型聚硅硫酸铝(PASS)高分子混凝剂,研究了其特性,并与PAC就混合型造纸废水的处理效果进行了比较研究。
通过正交试验确定了影响混凝沉淀效果各因素之间的主次关系(依次为混凝剂种类、助凝剂种类、投加方式、pH值、混凝剂投加量和反应时间);在常规混凝药剂中PAC的与PAM的组合可以取得较好的处理效果;考虑到经济效果和实际情况得到最佳的工程控制参数:混凝剂选择PAC,投加量在80~120m/L之间,有机助凝剂选择PAM,投量为1mg/L;投加顺序为先加入PAC,30s后再加入PAM;原水pH在6.5~7.5附近,主要呈弱酸性或中性,不需要调节。
本研究中PASS制备的最佳条件为:SiO2质量分数为2%~3%;Al/Si化学计量数(旧称摩尔比)为0.25或者1.0,Al/Si化学计量数(旧称摩尔比)为0.25时稳定性最好,为1.0时,处理效果最佳;pH越接近中性的时候,硅酸凝胶速度越快,当酸度或者碱度升高的时候,硅酸凝胶速度则变慢,本研究制备时选择的pH为5~6。
试验研究表明,PASS处理造纸废水具有很好的效果,投量90mg/L时,COD去除率即可达到80%左右。并且处理效果受温度影响不明显。PASS比PAC具有更优异的沉降性能,相同条件下用PASS作混凝剂,其处理造纸废水的能力要强于PAC,因此具有很好的发展前景。