摘要:研究了絮凝劑聚合氯化鋁對洗罐污水絮凝處理的條件,結果表明:取含水率約94%樣品200mL,當pH為5.0-8.0、聚合氯化鋁用量為40mgL、攪拌時間3min、沉降時間10min時,絮凝效果明顯,濃縮污泥含水率可降至78.6%。采用聚合氯化鋁絮凝劑處理洗罐污水具有藥劑成本低、操作方便、絮凝效果好等特點。
罐車來源非常復雜,有裝載各類油品的,也有裝載各類化工產品的,所以洗罐污水成份也非常復雜,主要含有有機化工產品、油品、并伴有石蠟、瀝青和油泥等難降解的物質。洗罐污水采用管道遠距離輸送到煉廠統一處理。在沒有預處理的情況下直接遠距離輸送,污水中的石蠟、瀝青和油泥等雜質容易沉降于管道內部,腐蝕和堵塞管道,增加機泵的氣蝕量等。為此,需要將污水進行混凝處理,除去大部分的雜質,確保管道暢通,機泵正常運行。波濤聚合氯化鋁廠家借助于相關污水混凝處理的方法,采用常用的聚合氯化鋁絮凝劑對洗罐污水進行絮凝處理,取得了良好的效果,為工業應用提供技術基礎。
1、試驗方法及原理
1.1混凝原理
絮凝劑分為有機絮凝劑和無機絮凝劑兩類,無機絮凝劑主要是對水中具有相反電荷的膠體起中和、壓縮雙電層的作用,從而使膠體脫穩凝聚,實現固液分離;有機高分子絮凝劑主要是對已脫穩的凝聚顆粒起吸附架橋作用,從而使其快速形成大的絮體,易于分離。較簡單和常用的絮凝劑是聚合氯化鋁。它有操作簡單、應用范圍廣、成本低等優點被廣泛采用。
1.2主要材料及配制
1.2.1聚合氯化鋁
氧化鋁(Al2O3)含量為10.0%、鹽基度為65%、密度(20℃)(g/cm3)=1.15、水不溶物含量=0.1%、pH(1%水溶液)為3.5-5.0。稱取10克聚合氯化鋁,溶于1升水中,得到1000mg/L的聚合氯化鋁水溶液。
1.2.2污水試樣
污水試樣來自鐵運洗罐站,pH=5-6,主要組成如表1所示。
表1污水的主要組成及含量
樣品 | 含水率/% | 含油率/% | 懸浮物含量/(g·L-1) | 有機質含量/(g·L-1) |
1 | 96.4 | 2.5 | 65.5 | 30.1 |
2 | 94.5 | 2.8 | 76.8 | 26.9 |
3 | 95.2 | 3.0 | 73.2 | 28.2 |
1.3主要儀器
SC956型六聯攪拌器、FR-200電子天平、DR/2010透光計、pHS-2型酸度計。
1.4試驗方法
1.4.1試驗中的測量方法
測定浮渣中含水量:重量法(103-105℃時烘干測得污泥含水率);油含量:索氏提取法;懸浮物和有機質的含量:重量法(干污泥于450-550℃灼燒測得有機質含量);pH:pHS-2型酸度計測定;濾餅的含水率:重量法(103-105℃時烘干測得濾餅含水率)。
1.4.2試驗方法
量取200mL水樣于200mL的燒杯中,在一定pH下加入一定量的絮凝劑聚合氯化鋁,攪拌2分鐘,觀察污水的絮凝現象:如絮凝速度、絮凝花的大小等,沉降15分鐘后,去除清液層,測定濃縮污泥的含水率。倒入布氏漏斗中,真空抽濾脫水,測抽濾至真空度破壞濾餅的含水率。改變絮凝條件,如酸度、絮凝劑加入量、攪拌時間等,考察其對絮凝效果的影響。
2、結果與討論
2.1酸度對絮凝效果的影響
在污水中加入聚合氯化鋁的量為30mg/L,攪拌2分鐘,沉降15分鐘后,觀察絮狀情況,結果如下表2:污水中pH小于4時,基本上沒有絮狀物生成,pH在5-8.0范圍內,都有大量絮狀物快速生成,當pH過高時,聚合氯化鋁緩慢轉化為沉淀,影響絮凝效果,所以控制pH在5-8.0范圍內進行絮凝,效果較好,同時,洗罐污水的pH也在此范圍內,不需要外加酸堿,操作方便。
表2不同酸度下的絮凝效果
pH | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 |
絮狀情況 | 沒有絮狀物生成 | 沒有絮狀物生成 | 有少量絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 |
2.2絮凝劑加入量的影響
在條件不變的情況下,改變絮凝劑聚合氯化鋁的加入量,考察其對絮凝效果的影響。結果如下表3,由下表3可以看出:當絮凝劑含量由10增加到40mg/L時,絮凝效果越來越明顯,沉淀的量也越來越多,絮凝劑聚合氯化鋁的加入量為40-50mg/L時,達到較好效果,絮凝劑加入量繼續增加時,沉淀的量增加不明顯,同時成本也隨著增加,所以在后面的試驗中,聚合氯化鋁加入量取40mg/L。
表3絮凝劑加入量對絮凝效果的影響
絮凝劑加入量/(mg/L-1) | 10.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 50.0 |
絮凝現象 | 沒有絮狀物生成 | 沒有絮狀物生成 | 有少量絮狀物生成 | 有少量絮狀物生成 | 有較多絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 |
2.3攪拌時間對絮凝效果的影響
絮凝劑聚合氯化鋁含量為40mg/L,污水pH在5-8.0范圍內,改變攪拌時間,結果如下表4。由表4可以看出:當攪拌時間1-2min時,絮狀物較少,當3min后,有大量絮狀物生成,再增加攪拌時間,絮狀物沒有明顯變化,所以攪拌時間在3min即可。
表4攪拌時間對絮凝效果的影響
攪拌時間/min | 1.0 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 |
絮凝現象 | 有少量絮狀物生成 | 有少量絮狀物生成 | 有較多絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 |
2.4溫度對絮凝效果的影響
絮凝劑聚合氯化鋁加入量為40mg/L,污水pH在5-8.0范圍內,攪拌時間為3min,改變污水溫度,結果如下表5。由表5可以看出:溫度對絮凝效果的影響不是很明顯,當溫度在大于20℃時,絮凝效果基本一樣,由于南方大部分時間的水溫在20℃以上,所以溫度可以不考慮。
表5溫度對絮凝效果的影響
溫度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
絮凝現象 | 有少量絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 | 有大量絮狀物生成 |
5、沉降時間對絮凝效果的影響
在上述試驗的較佳條件下,水溫20℃,改變沉降時間,結果如下表6,由表6可以看出:隨著沉降時間的延長,上層清液在緩慢擴大,當沉降至10min后,清液層體積變化緩慢,所以沉降時間可以定為10min。在較佳的操作條件下,濃縮污泥含水率可達到低于78.6%。
表6 沉降時間對絮凝效果的影響
沉將時間/min | 絮凝現象 | 凝縮污泥含水率/% |
3 | 沒有完全分層 | — |
5 | 上層有清液出現 | — |
7 | 清液層擴大 | — |
10 | 清液層基本不變 | 78.5 |
15 | 清液層基本不變 | 78.6 |
3、結論
(1)通過聚合氯化鋁對洗罐污水絮凝條件的試驗,得到了較佳的絮凝條件:pH為5.0-8.0、聚合氯化鋁加入量為40mg/L、攪拌時間3min、沉降時間10min時,濃縮污泥含水率可降至78.6%。
(2)采用聚合氯化鋁絮凝劑處理洗罐污水具有藥劑成本低、操作方便、絮凝效果好等優點。