前言
硅藻土是由硅藻及其他微生物的硅质遗骸组成的生物硅质岩,主要化学成分是无定型的SiO2,并含有少量的Al2o3、Fe203、CaO和有机质等。硅藻土具有独特的微孔结构,比表面积大。堆密度小,孔体积大.表面被大量硅羟基所覆盖。通常其颗粒表面带有负电荷.向硅藻精土中加入适量的其他阳离子混凝剂(如铝系或铁系混凝剂,制成改性硅藻 土混凝剂.则可同时实现对正电荷和负电荷胶体颗粒的脱稳。从而大大提高污水处理的效果。而且外 加的铝系或铁系絮凝剂可以使正磷酸盐和部分重金 属离子从溶解态转化为颗粒态.继而通过絮凝沉淀而将它们有效地去除。另外,硅藻土颗粒可作为形成絮体的骨架.改善矾花的结构.即有助凝的作用,使形成的絮体密实而有较好的沉降性翻。采用硅藻土处理废水也有不少研究。
橡胶促进剂生产废水属于高浓度难降解有机废水.废水主要来自水洗工序和过滤母液。特点是色度和浊度低,但盐分和COD浓度较高.同时废水中含有含氮或硫的苯、萘、杂环化合物。生化处理难度比较大朗。目前对该类废水的研究治理文献多为蒸馏、萃取、活性炭吸附、Fenton氧化、复合优势茵等处理工艺.但存在效果不够理想或成本高的问题。本试验采用改性硅藻土复合混凝剂预处理该类废水.研究经济有效的预处理方法.为后续生化处理创造有利条件。
1实验
1.1废水来源及水质
试验用橡胶促进剂生产废水取自青岛某橡胶助剂厂废水池,其水质见表1
1.2实验试剂及仪器
重铬酸钾、硫酸汞、硫酸亚铁按、浓硫酸、硫酸银、双氧水(30%)等均为分析纯。
JH—l2型COD恒温加热器、JJ一4A型六联同步自动升降搅拌器、pHS一3C型精密pH计等。
l.3实验材料改性
热活化改性硅藻土翻:取一定量的硅藻土,在烘箱中以105℃烘烤2h后取出慢慢冷却,得到热活化改性硅藻土
复配法改性硅藻土:一定量的硅藻土中加入硫酸亚铁、硫酸铝、PAC(使其质量分数分别为2%、10%、10%)混合后充分研磨。
1.4实验方法
分别取150mL原水于6只烧杯中,调节一定pH后.投加一定量的改性硅藻土。然后置于六联搅拌器上以250r/min快搅2min.再以70r/min慢搅10min。静置一定时间后。取上清液进行COD、盐度测定。
2结果与讨论
2.1硅藻土与不同混凝荆复配对COD去除率的影响通过探索试验,在搅拌速度和时间、pH值、温度等条件一定.确定投加总量为1.5e./L,将硅藻土与不同混凝剂进行复配.测定上清液的COD值。
实验结果如表2所示。
从表2可以看出,在进水pH、药剂投加量等条件相同的情况下.改性硅藻土处理废水效果优于原土.而采用硅藻土复合混凝剂对水样COD的去除率较其他硅藻土复配混凝剂高。所以以下实验采用硅藻土复合混凝剂,研究投加量、pH、沉降时间各因素对橡胶促进剂废水的COD、盐度去除率的影响。2.2投加量对处理效果的影响
实验条件:150mL水样,原水pH(8.68),通过改变投加硅藻土复合混凝剂的量.在六联搅拌器上搅拌一定时间后(搅拌方式同实验方法),静置沉降45分钟,取上清液过滤测COD和盐度,实验结果见图l。
从图1可以看出随着投加量增大.COD和盐度去除率有所提高.并出现一个峰值。之后随着投加量的继续增加COD和盐度去除率又逐渐下降,这主要是由于当用量过大时,其本身的酸性及铁、铝等水解产生的酸度使溶液pH值迅速降低,超出了混凝的最佳pH范围01]。改性硅藻土的最佳投加量为0.2g,此时COD去除率为47.6%。盐度去除率为42.5%。
2.3沉降时间对处理效果的影响
实验条件:150mL水样,原水pH(8.68),投加0.2g改性硅藻土后在六联搅拌器上搅拌一定时间后,静置沉降不同时间,取上清液过滤测COD和盐度,实验结果如图2。
从图2可以看出,随着沉降时间的增加,COD和盐度的去除率都增大,45rain后,COD去除率增大速率变小。硅藻土吸附基本达到饱和盐度去除率60min后开始变小。适当延长吸附沉降时间,一方面可以更好的去除溶液中的污染物质,但是随着吸附时间的增加,吸附速度逐渐减小,而且处理时间的延长,增加处理成本,因此最佳沉降时间可选为45min。
2.4初始DH值对COD去除率的影响实验条件:150mL水样,通过改变原水pH值,投加0.2g硅藻土复配混凝剂搅拌反应一定时间后静置沉降45分钟.取上清液过滤测COD和盐度,实验结果见图3。
从图3可以看出随着pH增加,COD和盐度的去除率也增大。COD在pH为5时去除率达到最佳,为75.2%。之后随着pH增大,去除率减小,但高于DH<5时的去除率,这主要与复配剂中铝离子或铁离子水解的pH有关。实验中发现当pH=2时。水样变成乳白色,静沉反应一定时间后析出白色沉淀.分析原因主要是橡胶促进剂废水中M类衍生物在较低酸性条件下溶解性降低而析出。因此使得初始pH=2时COD去除率较高。为了减小调节pH所用酸成本,初始pH值可控制在5左右范围。
2.5最佳条件处理效果
在硅藻土复配混凝剂投加量为0.2g/150mL,进水pH为5~7,沉降反应时间为45rnin条件下,处理效果如表3所示。
3结论
本研究研制了一种硅藻土复配混凝剂.其处理效果明显高于硅藻土与PAC、PAM和硫酸亚铁复合混凝的效果;用于处理橡胶促进剂废水,在最佳条件处理下,COD、盐度去除率分别可达到75.2%、53.8%.大大减少后续反应污染负荷。为后续生化处理创造有利条件.具有较好的应用推广前景。