磁絮凝法视角下煤制油废水处理

1、磁絮凝法视角下煤制油废水处理 1材料与方法试验用水水质。试验废水取自神华煤制油化工企业，废水的各项指标。试验药剂：聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁PFS、聚丙烯酰胺PAM，阴离子型、磁粉Fe3O4，黑色粉末、氢氧化钙、硫酸。实验仪器：ZR4-6混凝试验搅拌机、pH酸度计、散射浊度仪、KDM型调温电热套。pH值：pH酸度计；COD：重铬酸钾法；浊度：散射浊度仪。取5个体积为500mL的烧杯，分别参加250mL水样，在室温条件下，通过改变混凝剂PAC和PFS的种类以及投加量进展试验，在六联搅拌机上快速250r/min搅拌1min，慢速40r/min搅拌5min，观察搅拌过程中矾花;的形成以及它的外观、

2、大小和密实程度。搅拌过程完毕后，静置沉降30min后，取上清液液面以下12cm测定COD和浊度，并计算它们的去除率。通过对PFS、PAC单独投加混凝效果的比拟，确定最正确混凝剂种类以及最正确投加量，在保持最正确的试验参数条件下，通过改变PAM的投加量，考察PAM投加量对COD和浊度的去除率的影响。确定最正确的混凝剂组合后，在室温条件下，取等量的煤制油废水参加磁粉进展磁絮凝试验，通过改变磁粉的投加量、pH以及磁粉的投加顺序等条件参数对磁絮凝效果的影响。2结果与分析单独投加不同种类的絮凝剂对废水中COD和浊度去除率的影响结果。PFS和PAC最适投加量分别为750mg/L和1000mg/L，在最适投

3、加量的条件下，PFS和PAC对废水的COD的去除率分别为36.5%和33.7%。由此可以看出，PFS对废水中COD的去除率最高。PFS的效果要优于PAC的效果，这可能是因为三价铁盐水解过程中产生的即将完全水解生成FeOH3絮状沉淀前的临界产物，这种临界产物具有中和胶体电荷、压缩双电层以及降低较低电位的才能，促进胶体微粒、悬浮物等迅速凝聚、沉降，聚铁中包含的含铁羟基化合物一旦进入水中，将以最优的状态与其中的胶体微粒和悬浮物发生絮凝作用，从而表现出优异的净水性能。以PFS的最正确投加量750mg/L为基准参加量，通过改变PAM的投加量为5、7.5、10、12.5、15mg/L，测定水样中COD浓度

4、和浊度，考察PAM的投加量与COD和浊度去除率之间的关系，如图3所示。随着PAM投加量的增加，COD和浊度的去除率也逐渐升高。这是因为当高分子有机物PAM作为絮凝剂时，可以通过架桥和网捕作用将PFS形成的细小凝聚体转化为大体积的絮凝物，到达一定体积后，便从水中别离出来。当PAM为12.5mg/L时，COD和浊度去除率分别为43.6%和99.4%，都到达了较高的去除效果，继续投加PAM，COD的去除率增加并不明显，而浊度的去除率根本保持不变。这是因为絮凝剂投加量过多，胶体被大量高分子链包围，使得没有过多的部位去吸附其他的分子链，即到达了饱和状态。因此，PAM的投加量确定为12.5mg/L。控制P

5、FS投加量为750mg/L，PAM的投加量为12.5mg/L，改变磁粉的投加量，为150、300、450、600、750，考察磁粉的投加量对COD和浊度去除率的影响。当磁粉的投加量在150300mg/L的范围内，随着磁粉投加量的增加，对COD和浊度的去除率呈现出上升的趋势。当磁粉的投加量为300mg/L时，对COD和浊度去除率分别为49.6%和99.5%，与未加磁粉之前相比去除率进步了5%和1%。当磁粉的投加量超过300mg/L后，COD的去除率呈现出下降的趋势。这是因为磁粉的过多参加会导致磁粉之间互相碰撞凝聚的几率增加，导致磁粉的絮凝率降低。投加磁粉后的絮凝处理效果要比不加磁粉的絮凝处理效果

6、要好。一是因为磁粉的参加增加了水体中悬浮颗粒物的数目，加大了它们之间碰撞的几率且由于磁粉的比重较大，所以絮体的体积更易变大，从而易于沉降。二是可能因为磁粉可以与絮体结合成一种复合型的磁性絮体，使得絮体之间的互相吸引力增加，从而形成更大的絮体。以石灰乳和硫酸为调节介质调节水样至不同的pH值，固定PFS溶液的投加量为750mg/L，PAM溶液的投加量为12.5mg/L，磁粉的投加量为300mg/L，考察不同的pH对磁絮凝效果的影响，以COD和浊度的去除率为考察指标。随着pH的增加，COD的去除率逐渐升高。当pH到达10.5时，COD的去除率到达了最大53.8%。这是因为随着pH值的升高，CaOH2

7、的投加量也在增加，COD去除率的升高可以从两方面进展考虑，一是水样中大量的氢氧根离子与金属离子形成了吸附性能较好的氢氧化物沉淀，它可以加强絮凝剂的吸附网捕作用；二是氢氧化钙电离出的Ca2+与扩散层反离子电荷符号一样的离子将反离子排挤到吸附层，从而降低了胶体的带电量，使Zeta电位降低，胶体颗粒脱稳而发生凝聚。由于浊度的去除率已经到达了一个较高的程度，所以变化并不明显。在室温条件下，调节pH至10.5左右，固定磁粉的参加量为300mg/L、PFS为750mg/L、PAM为12.5mg/L，搅拌条件为快速250r/min搅拌1min，慢速40r/min搅拌5min，考察以下3种投加顺序对磁絮凝反响

8、的影响：1先同时参加磁粉和PFS，快速搅拌1min，然后参加PAM；2先参加磁粉，紧接着参加PFS，然后快速搅拌1min，最后参加PAM；3先参加PFS，快速搅拌1min，再参加PAM，紧接着参加磁粉。投加顺序2对于废水的絮凝效果要明显优于1和3，这说明磁粉的投加顺序对磁絮凝的效果有一定的影响。先加磁粉可以增加水体中胶粒碰撞的次数，使得水体中的悬浮颗粒物和胶粒更容易被磁粉吸附。磁粉参加太迟导致絮凝效果变差的原因可能是磁粉与水体中悬浮颗粒物和胶粒的吸附凝聚过程发生在凝聚剂参加的瞬间，错过该时机，便难以形成磁性絮团。3结论1采用磁絮凝法处理煤制油废水是可行的，该法可以大大进步絮体的沉降性能和缩短沉降的时间，易于快速别离。2通过比照参加磁粉和未参加磁粉两者试验发现，参加磁粉的处理效果要好于未参加磁粉的。COD和浊度的去除率分别可以到达53.8%和99.5%，这与陈向前等利用石灰-铁盐法处理煤制油废水实验结果比照发现，投加磁粉对于COD的去除率反而略微偏低，这可能是所处的试验环境以及使用的试验条件不同所造成的，假如忽略掉这些因素的影响，其COD的去除率几乎一样。3通过对煤制油废水的磁絮凝强化处理确定了最正确的试验条件：在室温条件下，pH为10.5，PFS的投