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1、造紙廢水的混凝試驗研究1概述 造紙廢水中由于含有木質(zhì)素及其衍生物具有較高的色度和COD，水處理中多采用鋁鹽混凝劑通過混凝沉淀加以凈化[1][2]。混凝反應(yīng)包括混合和絮凝兩個過程，影響這兩方面的因素很多，包括混凝劑的種類、混合速度、水質(zhì)特征等等。其中混凝劑的投加量、pH值影響著混凝反應(yīng)進程和結(jié)果，也決定工程應(yīng)用的基建與運行費用。本文就pH值和混凝劑投加量對造紙廢水混凝反應(yīng)的影響進行研究，試圖揭示造紙廢水混凝反應(yīng)的機理。2廢水來源 造紙廢水由齊齊哈爾造紙廠的木漿黑液稀釋而成?！ AC（聚合氯化鋁）和PAM（聚丙烯酰胺）由哈爾濱市自來水三廠提供。攪拌器選用DB
2、J-621型定時變速攪拌機。3試驗方法 混凝方法參照文獻[3]取1000ml水樣裝入燒杯中，定位在攪拌機上；把藥劑裝入試劑架的試管中，開動攪拌器在高速（120～200r/min）攪拌1min，加入PAC，再攪拌1min，若加入PAM在攪拌30s后加入，低速（20～40r/min）下攪拌20min，沉降15min后在清液的二分之一處取樣。按GB/T9724-88標準方法分別測定COD，pH值。4?pH值對造紙廢水混凝的影響 調(diào)節(jié)廢水的pH值分別為4、6、7、9在每一個pH值下分別投加60、80、100、120、140、160mg/LPAC進行混凝試驗。得出在
3、不同pH值下PAC不同投加量對造紙廢水COD去除率的影響。結(jié)果見圖1。重復(fù)以上的試驗條件，同時加入1mg/L的PAM，測得COD的去除情況，結(jié)果見圖2?！ ∪鐖D1所示，從總的趨勢上看，隨著pH值從低到高，COD的去除率逐漸下降，明顯的特征是pH值為4時各種投加量下COD去除率都在40%～55%之間，說明此時投加量不是主要的影響因素，pH值決定混凝結(jié)果。pH值為7時，明顯的趨勢是隨著PAC投加量的增加，COD去除率也在逐漸增加，此時投加量決定COD的去除率效果。pH值為6時在投加量由100mg/L增加到120mg/L時，COD的去除率有一個明顯的突躍，繼續(xù)增
4、加投加量時去除率又逐漸上升，在投加量為160mg/L時去除率達到最高，說明是pH值和投加量共同作用的結(jié)果。pH值為9時COD去除率低而且不穩(wěn)定，說明pH值和投加量都不利于COD的去除?！ D2是在圖1的基礎(chǔ)上投加PAM的試驗結(jié)果。與圖1相比曲線趨勢上沒有大的變化，隨著投加量的增加COD去除率也隨之增加，不同的是COD的去除率普遍有所增加，曲線也變得平滑，突躍也消失。pH值為4時的曲線除了去除率普遍增加外，其余變化不大，COD去除率介于50%～70%之間。pH值在6、7、9范圍時COD去除率明顯的變化是，最低投加量與最高投加量COD去除率之間的差距縮小。分析可能
5、是因為加入PAM后，在已形成凝聚核基礎(chǔ)上，依靠PAM鏈狀大分子的聯(lián)帶、卷掃作用使小的顆粒和絮體迅速增長，同時吸附、卷掃網(wǎng)捕其它膠體和較小的顆粒物質(zhì)一起沉淀。所以初期只要投入凝聚劑可以使膠體脫穩(wěn)，PAM就可以發(fā)揮大分子的強大作用，加速混凝反應(yīng)速度及處理效率。5投加量對造紙廢水混凝的影響 調(diào)節(jié)廢水的pH值在4～9之間，在下分別投加60、80、120、160mg/L的PAC，測得COD去除率見圖3。重復(fù)以上試驗，在投加PAC的同時投加1mg/L的PAM，測得COD的去除率，結(jié)果見圖4?！ D3中表示不同pH值下四種投加量與COD去除率之間的關(guān)系，從中可以看出，不
6、同投加量下，COD去除率隨著pH值的增加而降低，說明低pH條件下有利于COD的去除，pH值是決定木質(zhì)素混凝的主要因素。在投加量160mg/L時，pH為5～6時COD去除率最大，說明在此pH條件下PAC的水解產(chǎn)物具有較強的混凝效果，當投加量達到規(guī)模時，COD去除率就會有明顯的提高?！ D4中是在圖3反應(yīng)的基礎(chǔ)上投加PAM的試驗結(jié)果。圖中可以發(fā)現(xiàn)在投加PAM后，COD去除率都有所增加，發(fā)現(xiàn)投加PAM后pH值在5～6時COD去除率出現(xiàn)了一個高峰，分析可能是在此pH時PAC水解產(chǎn)物與木質(zhì)素分子以及PAM之間具有較佳的結(jié)合方式。在實際工程應(yīng)用中考慮基建投資、運行費用
7、和后續(xù)處理的要求，選擇pH為6.0，從圖中可以看出，當投加量為80mg/L時，COD去除率可以達到50%左右；投加量為120mg/L時，COD去除率可以達到70%以上，所以完全可以根據(jù)需要確定PAC的投加量。6鋁鹽混凝劑處理造紙廢水的機理探討6.1造紙廢膠體水溶液的穩(wěn)定性 根據(jù)分散相顆粒尺寸的大小，學者們將其分為粗分散系、膠體溶液和真溶液。根據(jù)膠體物質(zhì)與周圍介質(zhì)之間的結(jié)合關(guān)系，將膠體分散系分為憎液膠體和親液膠體兩類，憎液膠體稱為溶膠，親液膠體稱為高分子溶液或高分子分散系。并且提出高分子體系是介于真溶液和膠體溶液之間特殊的第四類。原因主要是：（1）膠體與溶液的
8、親和力強，一般能自動溶解在水中，只是溶
