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聚合氯化铝投加量对印染废水的影响

印染废水具有水量大、农业生产体系污染物浓度高、色度深、碱性大、水质变化大、成分复杂等特点，属较难处理的工业废水之一。本文以某开发区印染厂废水为实验对象，采用无机高分子絮凝剂聚合氯化铝（pac）对其进行混凝实验，结果表明，当pac的加投量为500mg/l、溶液ph值为8、搅拌强度为150r/min、搅拌时间为10min、沉降时间为30min时，对印染废水的絮凝效果达到codcr去除率为68.6%、浊度去除率为81.7%。pac在处理印染废水时絮凝性能优越。 

    关于絮凝剂的定义目前有两种解释：其一是根据胶体粒子聚集过程的不同阶段，即胶粒表面改性（静电中和）及胶粒的粘连，将主要是胶粒表面改性或由于压缩双电层而产生脱稳作用的药品称为凝聚剂；而将主要使脱稳后的胶粒通过粒间搭桥和卷扫作用粘结在一起的称为絮凝剂。其二把凝聚剂和絮凝剂两者当作同义语，不加区分互相通用。

    本文研究的固体聚合氯化铝絮凝剂，为淡颜色固体，其氧化铝（al2o3）的含量≥27.0%，盐基度在45.0%～85.0%之间，水不溶物的含量≤3.0%，1%水溶液的ph值在3.5～5.0之间。 1.2 分析内容与方法 1.2.1 分析内容 1.2.1.1 研究聚合氯化铝对印染废水的絮凝效果，找出较佳投加量与较佳ph值，并讨论它们对聚合氯化铝絮凝效果的影响。 1.2.1.2 探讨搅拌强度、搅拌时间、沉降时间对聚合氯化铝絮凝效果的影响。 

1.2.1.3 比较聚合氯化铝和硫酸铝对印染废水的絮凝效果。

1.2.2 分析方法 

    2.1 pac投加量对codcr、浊度去除率的影响 

分别量取六份200ml水样于烧杯中，各加入0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.3g pac絮凝剂，先以150r/min的搅拌强度作用1min，然后以50r/min的搅拌强度作用10min，在沉降20min的条件下，取上层清液，考察pac投加量对codcr、浊度去除率的影响，pac絮凝剂的投加量应在400～600mg/l之间。此时，pac絮凝剂对codcr、浊度都有很好的处理效果。若投加量较少，则不能很好地使胶体脱稳，不足以将胶粒架桥联接起来，导致形成的絮体不够多、大，不能起到很好的吸附卷扫作用，絮凝效果不够理想。若偏多，则会使胶粒的吸附面均被无机pac高分子覆盖，两胶粒接近时，就受到高分子之间的相互排斥而不能聚集，产生“胶体保护”作用，使絮凝效果下降，甚至重新稳定，即“再稳”[8]。 

    在实验过程中发现，pac对印染废水的脱色效果也很明显。原水样的颜色为蓝紫色，加入pac后，颜色明显变浅。而由表2中可以看出，峰值出现在pac加入量为500mg/l时。此时，效果较佳，codcr 去除率达68.6%，浊度去除率达81.7%。 故确定pac的较佳加入量为500mg/l。 

    2.2 ph值对codcr、浊度去除率的影响 

    分别量取六份200ml水样于干净的烧杯中，将各水样的ph值分别调节至5、6、7、8、9、10，然后各加入0.1g pac絮凝剂，先以150r/min的搅拌强度作用1min，然后以50r/min的搅拌强度作用10min，在沉降20min的条件下，取上层清液，考察在较佳投加量的情况下，不同ph值对codcr、浊度去除率的影响，实验结果如表3。 

    一般来讲，在絮凝反应中，ph值的影响是非常大的，它对胶体表面电荷的zeta(ζ)电位，混凝剂的性质和作用等都有很大的影响。不同的混凝剂都有其较佳的混凝区域。ph值调整的恰当，就可以节约大量的药剂，降低成本，并且能够使絮凝作用发挥得完全，絮凝效果好；反之，ph值选择不恰当，轻者影响混凝效果，重者不能形成絮凝沉淀，甚至使已形成的絮凝体重新变成胶体溶液[8]。 而由资料得知[3]，pac的水解聚合形态强烈地依附于水体的ph值。在低ph值时，pac的水解形态为单体形式，在中性范围内为多核水解产物al7(oh)174+、al6(oh)153+，高ph值时为al(oh)3、al(oh)4-。 

    通过以上图表可知，在中性与弱碱条件下，pac絮凝剂对codcr、浊度的处理效果受影响的程度不大，仍有着较高的去除率。而且在在实验过程中，ph值对pac的脱色效果影响也不大。其中，codcr去除率达到68.4%，浊度去除率达到79.7%。 确定pac的较佳絮凝ph为8。 

    2.3 搅拌强度、搅拌时间对codcr、浊度去除率的影响 分别量取四份200ml水样于干净烧杯中，调节溶液ph值到8，再加入0.1g pac絮凝剂。分别以50r/min、100r/min、150r/min、200r/min转速搅拌10min，静置沉降20min，取上层清液，考察搅拌强度对codcr、浊度去除率的影响。 

通过实验得知，对于该水样，搅拌强度对pac的絮凝效果一定的影响，但不是很大。当搅拌强度较小时，codcr的去除率比较优絮凝条件下低9%，浊度去除率低10%左右；当搅拌强度非常大时，codcr、浊度去除率也有明显下降。 

    由此可以看出，当搅拌强度过小时，不利于絮凝剂与颗粒物的充分接触；当搅拌强度过大时，则容易将大颗粒的固体搅碎变成小颗粒，将能够沉淀的颗粒搅碎变成不能沉淀的颗粒，同样降低了絮凝效果。 

    接着，我们讨论搅拌时间对codcr、浊度去除率的影响。取三份水样，调节溶液ph值到8，再加入0.1g/200ml pac絮凝剂，以150r/min分别搅拌2min、10min、20min，静置沉降20min，取上层清液，考察搅拌时间对codcr、浊度去除率的影响。结果如表5所示。 由表5可以看出，搅拌时间对pac的絮凝效果也有影响。搅拌2min时，絮凝剂与水样中颗粒物作用不够充分，不利于捕集胶体颗粒，而且絮凝剂的浓度分布也不均匀，更不利于发挥絮凝剂的作用[8]。此时，codcr、浊度去除率比较佳絮凝条件下低11%、13%之多。搅拌时间过长，又容易将已经形成的絮状物搅碎，使其悬浮于水中，导致絮凝效果下降，此时codcr、浊度去除率仅达64.5%、73.7%。 本文确定较佳搅拌强度为150r/min，较佳搅拌时间为10min。 2.4 沉降时间对codcr、浊度去除率的影响。

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