造紙廢水處理已經(jīng)成為我國造紙工業(yè)污染防治的首要任務(wù)。最理想的辦法是使造紙廢水處理后能夠部分或全部回用到生產(chǎn)工藝中,達(dá)到降低生產(chǎn)成本、減少污染、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約用水的目的。
造紙廢水主要含有細(xì)小懸浮性纖維、造紙?zhí)盍、廢紙雜質(zhì)和少量果膠、蠟、糖類,以及造紙過程中添加的各類有機(jī)、無機(jī)化合物。該類廢水回用需要解決的主要問題是去除固體懸浮物(SS)和COD,在處理過程中需加入絮凝劑來提高處理效率及降低生產(chǎn)成本。常用的無機(jī)絮凝劑為具有陽離子電荷的低分子質(zhì)量化學(xué)品,可中和污水中的負(fù)電荷粒子產(chǎn)生小集合體,在外力作用下很容易分散開,對(duì)COD 的去除效果不理想。此外,隨著近年來紙漿原料的多樣化、復(fù)雜化及助劑使用率的增加,造紙廢水中的有機(jī)物越來越多,僅依靠傳統(tǒng)處理方法很難達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求,這就對(duì)絮凝劑的配方設(shè)計(jì)、合成工藝及絮凝性能提出了新的要求和挑戰(zhàn)。
水分散型聚合物的制備是以水為反應(yīng)介質(zhì),添加少量獨(dú)特的分散穩(wěn)定劑和介質(zhì)分散劑,無需有機(jī)溶劑和表面活性劑的綠色反應(yīng)過程。水分散型陽離子聚丙烯酰胺具有黏度小、溶解速度快、絮凝能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的水溶膠型、乳液型、干粉型制備技術(shù)相比,水分散型技術(shù)在合成工藝、能源消耗、應(yīng)用方便性及環(huán)境友好性等方面的優(yōu)越性是顯而易見的。筆者以自制分散型陽離子聚丙烯酰胺為主藥劑,復(fù)配聚合氯化鋁并結(jié)合活性炭吸附處理工藝,對(duì)造紙廢水進(jìn)行處理,取得了滿意效果。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 藥劑及分析方法
水分散型陽離子聚丙烯酰胺(CPAM,陽離子度為35%,重均相對(duì)分子質(zhì)量為8.0×107),自制;聚合氯化鋁(PAC,質(zhì)量分?jǐn)?shù)27%,鹽基度90%),蘇州天鴻化工有限公司生產(chǎn)。采用量筒式實(shí)驗(yàn)方法評(píng)價(jià)絮凝效果;COD 采用重鉻酸鉀法進(jìn)行測定;廢水中的有機(jī)物以分光光度法和色質(zhì)聯(lián)用法進(jìn)行測定。
1.2 造紙廢水水質(zhì)
實(shí)驗(yàn)所用造紙廢水取自杭州端星紙業(yè)有限公司,其pH 為7.38,SS 為920 mg/L,COD 為2 930 mg/L。分析結(jié)果表明,該廢水中含有馬來酸酐類聚合物和甲醛,未檢測到重金屬。
2 結(jié)果與討論
2.1 絮凝劑用量的確定
將PAC 與CPAM 復(fù)配,對(duì)造紙廢水進(jìn)行處理。首先考察PAC 與CPAM 用量對(duì)絮凝效果的影響,如表1、表2 所示。
由表1 可知,當(dāng)固定CPAM 用量為50 mg/L 時(shí),隨著PAC 用量的增加,COD 去除率逐漸增加,最高可達(dá)87.6%。由表2 可見,當(dāng)固定PAC 為600 mg/L時(shí),隨CPAM 用量的增加,SS 去除率逐漸增加,最高可達(dá)97.3%。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)PAC 和CPAM 用量分別為600、50 mg/L 時(shí),絮凝沉降時(shí)間可控制在1 min 以內(nèi),SS、COD 去除率分別為96.8%、87.5%,顯示出較好的絮凝效果。
2.2 活性炭吸附處理
由于造紙廢水固體懸浮物多、水量大,處理時(shí)間不宜過長,單純依靠化學(xué)絮凝法將COD 處理到120mg/L 以下難度較大。因此,考慮增加吸附過濾技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行處理,以進(jìn)一步降低SS 和COD。
取絮凝處理后的廢水100 mL(pH 為6.55,SS 為29 mg/L,COD 為366 mg/L),加入不同質(zhì)量的活性炭,攪拌20 min 后過濾水樣,測定濾液中的SS 和COD,結(jié)果如表3 所示。由表3 可見,隨著活性炭用量的增加,SS 及COD 去除率也逐漸增加。當(dāng)活性炭用量達(dá)到0.2 g后,去除率變化不大,據(jù)此確定活性炭最佳用量為0.2 g。絮凝廢水經(jīng)活性炭吸附處理以后,COD 均降至100 mg/L 以下,可達(dá)到GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。
3 結(jié)論
(1)采用水分散型陽離子聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁復(fù)配對(duì)造紙廢水進(jìn)行處理,具有絮凝速度快、使用方便、處理成本低等特點(diǎn)。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
(2)對(duì)造紙廢水進(jìn)行處理時(shí),水分散型陽離子聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁的最佳投加量分別為50、600mg/L,對(duì)SS 和COD 的去除率可達(dá)到96.8%、87.5%。
(3)化學(xué)絮凝法與活性炭吸附聯(lián)用可有效降低造紙廢水的SS 和COD,最終水樣的COD 可降至100 mg/L 以下,處理效果達(dá)到GB 8978—1996 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。