傳統(tǒng)的一級(jí)處理及二級(jí)處理廢水處理工藝已難以適應(yīng)當(dāng)今的廢水凈化處理要求,處理后出水更不能滿足回用水的水質(zhì)要求,只能進(jìn)一步附加傳統(tǒng)的三級(jí)處理設(shè)備系統(tǒng)。因而它既需要龐大復(fù)雜的傳統(tǒng)二級(jí)生化處理系統(tǒng),也回避不了投資和運(yùn)行費(fèi)用都十分昂貴的傳統(tǒng)三級(jí)過(guò)濾吸附處理系統(tǒng)。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)的環(huán)保市場(chǎng)對(duì)凈化效率更高、處理出水水質(zhì)更好、投資和運(yùn)行費(fèi)用更低的污水處理新技術(shù)及新裝備的迫切需要。強(qiáng)化混凝是當(dāng)今水處理工藝技術(shù)中一種可滿足上述需求的極富潛力的污水處理新技術(shù)。強(qiáng)化混凝的關(guān)鍵是高效混凝劑的開(kāi)發(fā)和新型混凝裝備的研制。本研究將研發(fā)一種新型混凝劑,并應(yīng)用于印染廢水、生活污水和餐飲廢水的處理。

1　試驗(yàn)部分

1.1　測(cè)定方法和儀器

COD:重鉻酸鉀氧化法,冷凝回流裝置;色度:分光光度法,UV2100分光光度計(jì);濁度:分光光度法,UV2100分光光度計(jì)。

1.2　新型混凝劑的制備

將若干廉價(jià)的天然和廢棄無(wú)機(jī)粉料(如粉煤灰、粘土等礦物,其中主要含硅、鎂、鈣和鐵等)按一定的比例配伍,再進(jìn)行簡(jiǎn)單活化和極少量的高分子絮凝劑復(fù)配而成新型的混凝劑。應(yīng)用時(shí)將其配成質(zhì)量百分比為6%的懸濁液,投加到廢水中即可。

1.3　試驗(yàn)方法

取試驗(yàn)廢水1.5L于燒杯中,滴加一定量混凝劑懸濁液于燒杯中,攪拌,調(diào)節(jié)體系pH,攪拌1min(轉(zhuǎn)速120r/min)后,停止,可以看到大量的絮凝物出現(xiàn),并立即沉降。等待30s后,同樣轉(zhuǎn)速再攪拌,2min后停止,靜沉。隨著絮凝物的沉降,廢水逐漸變清,5min后,沉降基本完成。測(cè)定混凝前后廢水的COD、色度和濁度等的變化。

2　結(jié)果與討論

2.1　印染廢水的處理實(shí)驗(yàn)印染廢水中主要含有染料、漿料、纖維雜質(zhì)及少量的無(wú)機(jī)鹽等,屬于成分復(fù)雜、高濃度、難降解的工業(yè)廢水。特別是活性染料和陽(yáng)離子染料,利用一種混凝劑或簡(jiǎn)單的混凝劑根本達(dá)不到處理的效果。試驗(yàn)用印染廢水來(lái)自南京印染廠,其水質(zhì)如表1所示。

表1　印染廢水水質(zhì)

2.1.1混凝pH

懸濁液投加量15ml/L,在不同的pH下,試驗(yàn)混凝劑的混凝效果。

從表1看出該混凝劑的作用pH為堿性,pH在10～11時(shí)混凝效果最好,COD和色度去除率分別達(dá)到60.6%和90%。

2.1.2混凝懸濁液的投加量選定混凝pH在10～11。

表2　不同投加量下的處理效果
Table2　Effectofdifferentamountsofcoagulation

從表 2可知 ,混凝劑懸濁液在最佳投加量為 20ml/L,COD去除率達(dá)到74.7%。

混凝劑對(duì)印染廢水處理能產(chǎn)生大量的污泥,這也是混凝處理印染廢水急需解決的問(wèn)題。該混凝劑產(chǎn)生的污泥有良好的壓縮性,沉降完全后,底部的污泥約占總體積的10%。去掉燒杯中的上清液,保留底部的濕混凝污泥,再向燒杯中加入等量的印染廢水,上清液同樣到達(dá)第1次的指標(biāo),而底部的污泥量仍約總體積的10%。連續(xù)重復(fù)3次,均達(dá)到較好的處理效果(表3),并且濕污泥的體積基本不增加。將失去有效混凝作用的濕污泥在馬弗爐中灼燒(800℃)1h,并再進(jìn)行簡(jiǎn)單活化及加入極少量的高分子助凝劑,其再生的混凝效果基本不變。

表3　濕污泥重復(fù)利用3次的試驗(yàn)結(jié)果
Table3　Coagulatedresultsof
wetsludgereusedbythreetimes

印染廢水的COD從1200mg/L降到300mg/L左右,達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2　生活污水的處理試驗(yàn)

生活污水主要是指化糞池水、餐飲廢水和部分工業(yè)廢水混合后的污水。我們將研制的混凝劑用于生活污水的處理,試驗(yàn)用生活污水取自南京某污水處理廠。在pH為10～11,混凝劑懸濁液投加量為20ml/L的條件下處理生活污水,結(jié)果如表4所示。

表4　生活污水的混凝處理
Table4　Coagulatedresultsofdomesticwastewater

混凝劑產(chǎn)生的濕污泥可以重復(fù)利用10次。第10次后,污泥的體積基本沒(méi)有增加,與第1次產(chǎn)生的污泥量基本相同,并且出水水質(zhì)良好(表5)。

當(dāng)前生活污水的處理最常用的是活性污泥法,但產(chǎn)生大量的污泥。這種污泥含水率高,不易脫水,需要長(zhǎng)時(shí)間的堆放涼干,那就不得不留出一部分空地來(lái)堆放污泥,既占空間,又易對(duì)環(huán)境造成二次污染。該混凝劑失去有效混凝作用后,可以灼燒后重新利用(見(jiàn)印染廢水的處理),混凝效果與灼燒前基本一樣。所以說(shuō)該混凝劑能較好的解決污泥這樣的一個(gè)問(wèn)題,為生活污水的快速處理提供了一種新的工藝。

2.3　餐飲廢水的處理試驗(yàn)

餐飲廢水在水質(zhì)指標(biāo)在與生活污水有較大的差異,含油量高、動(dòng)植物蛋白含量高及固體懸浮物多,微粒表面強(qiáng)烈吸附著表面活性劑分子,使界面張力降低,增加了分散體系的穩(wěn)定性。利用混凝劑對(duì)餐飲廢水處理已有報(bào)道,但都存在一定的問(wèn)題。

本文作者將自行研制的混凝劑用于餐飲廢水的處理。試驗(yàn)用餐飲廢水呈渾濁的灰黃色,含較多的油脂,略帶臭味。

2.3.1　最佳pH

進(jìn)水COD約為7500mg/L,藥劑投加量20ml/L。

可見(jiàn)最佳pH在11～12之間,COD去除率達(dá)78.7%。

2.3.2　混凝懸濁液的投加量

pH為11～12,進(jìn)水COD約7500mg/L。最佳混凝懸濁液投加量在25ml/L左右,COD去除率達(dá)81.1%。
2.3.3　系統(tǒng)對(duì)COD去除率的穩(wěn)定性

由圖4可知,餐飲廢水的COD去除率始終穩(wěn)定在80%左右。

進(jìn)水COD在750～7500mg/L時(shí),出水濁度達(dá)到5度以下,而色度也在10倍以下?；炷齽┛梢灾貜?fù)利用5次,并且每次處理的效果基本不變,泥量沒(méi)有明顯的增加,失去有效混凝作用的泥灼燒后可重新利用(參見(jiàn)印染廢水的處理)。這說(shuō)明該混凝劑同樣適合于餐飲廢水的處理。

經(jīng)過(guò)混凝處理的餐飲廢水還沒(méi)有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),需要進(jìn)行生化處理才能排放。餐飲廢水經(jīng)過(guò)混凝處理后,已大大減輕了二級(jí)生化處理的負(fù)荷,這也就相應(yīng)減少了生化處理的水力停留時(shí)間,提高了廢水處理量。

一般的廢水帶有負(fù)電荷,因此根據(jù)此種性質(zhì),要在廢水中投加能產(chǎn)生正電荷的混凝劑,以壓縮廢水中膠體的雙電層,為下一步的快速絮凝提供必要的條件。雖然壓縮雙電層也能使部分膠體產(chǎn)生混凝,但作用力度顯然不夠,需要進(jìn)一步的絮凝,這就借助于吸附架橋和卷掃作用。本混凝主要成分是無(wú)機(jī)粉料,在堿性條件下,硅、鎂、鈣和鐵等成分可能會(huì)產(chǎn)生巨大的網(wǎng)狀表面結(jié)構(gòu)并帶有一定的正電荷,在壓縮雙電層脫穩(wěn)的同時(shí),以一張巨大的網(wǎng)將脫穩(wěn)的膠體顆粒粘附網(wǎng)捕于網(wǎng)上,經(jīng)過(guò)卷掃迅速沉淀,完成了對(duì)膠體的混凝。同時(shí)加入少量的高分子絮凝劑,產(chǎn)生吸附架橋作用,協(xié)助卷掃作用,使對(duì)廢水的混凝效果更好,沉淀更快。

3　結(jié)　論

(1)新型混凝劑對(duì)印染廢水、生活污水、餐飲廢水等有良好的處理效果,COD去除率分別為74%、83%和81%,并且最終出水水濁度均低于5度。

(2)印染廢水經(jīng)過(guò)混凝處理后可以達(dá)到國(guó)家污水排放三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。如果要達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn),必須經(jīng)生化處理。生活污水經(jīng)混凝處理后達(dá)到部分回用標(biāo)準(zhǔn)。餐飲廢水的混凝處理沒(méi)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),也需對(duì)其進(jìn)行二次生化處理。

(3)自行研發(fā)的混凝劑可以重復(fù)利用。濕泥可以重復(fù)利用的次數(shù)不等,失去有效混凝作用污泥經(jīng)灼燒后,重新活化可再利用。新型混凝劑對(duì)印染廢水、生活污水和餐飲廢水的COD有良好的去除效果,但對(duì)于部分廢水沒(méi)有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。由于廢水中70%～80%的COD已經(jīng)被去除,所以二級(jí)生化處理的負(fù)荷大大減少,反應(yīng)池的體積縮小,節(jié)省土地。并且水力停留時(shí)間縮短,提高了生化處理效率。對(duì)于本文作者開(kāi)發(fā)的強(qiáng)化混凝2生化處理整套工藝來(lái)講,其水力停留時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的一級(jí)和二級(jí)廢水處理工藝,并且反應(yīng)器的占地面積相應(yīng)減少,使得反應(yīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、緊湊、高效及處理成本低,是一套具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的廢水處理工藝。