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        常見問題

        聚合氯化鋁絮凝劑在電廠水處理中的應用

        時間:2020/07/21 點擊:

        摘要:為了提高聚合氯化鋁在電廠水處理中的處理效果,以某電廠原水為研究對象,以液體聚合氯化鋁為絮凝劑,考察在較佳水力條件下,不同投加量下聚合氯化鋁對出水濁度、pH、懸浮物、CODcr等指標的影響情況。研究結果表明,較佳水利參數為:快攪轉速200r/min,快攪時間45s,慢攪轉速80r/min,慢攪時間15min;當投加量為12mg/L時,濁度去除率為90.97%,SS去除率可達91.36%,此時出水水質澄清透明,在較佳投加量的確定和保證出水水質的同時,節約了生產成本。

        聚合氯化鋁實拍圖

        引言

        絮凝作為水處理基本的操作單元之一,在水處理中占據較重要的地位。絮凝劑按化學成分主要分為無機鹽類絮凝劑、有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑三大類。聚合氯化鋁(Polyaluminium Chlo-ride,簡稱PAC)作為無機高分子絮凝劑中的一種,具有用量少、效率高、絮體大、沉降快、凈水性能好等優點,在高濁度工業廢水、含油廢水、造紙廢水、增白劑廠生產廢水、機械加工廢水、洗滌廢水和印染廢水處理中都有廣泛的應用。近年來,隨著電廠單機容量的不斷增加,對鍋爐給水和循環冷卻水的水質要求也不斷提高,聚合氯化鋁因其絮凝性能在電廠水處理中也逐漸占主流地位。

        為了探明聚合氯化鋁的投加量對電廠原水出水水質的影響,在實驗室條件下模擬絮凝過程實驗,分別考察聚合氯化鋁在8、10、12、14、16和18mg/L投加量下(以Al2O3含量計)的絮凝效果,得出較佳投加量?,F將實驗結果分析如下:

        一、實驗方法

        絮凝試驗在六聯混凝試驗攪拌器上進行,在6個1000mL燒杯中加入500mL水樣,通過攪拌器控制絮凝水力條件,待絮凝結束,靜止沉降30min后取液面下5cm處水樣,進行各項指標的測定。

        pH、濁度、CODcr、NH3-N、SS等指標根據《水及廢水監測分析方法》中的測定方法來測定。

        二、結果與討論

        2.1、較佳水力條件的確定

        絮凝過程中的水利條件主要包括:快攪轉速、快攪時間、慢攪轉速、慢攪時間、為找出較佳水利條件,采用4因素3水平正交實驗,以水樣的除濁率作為試驗指標。

        利用聚合氯化鋁作為絮凝劑進行混凝實驗,水樣參數為19℃,pH值6.38,濁度99.3NTU,CODcr=19.0mg/L,TP=0.20mg/L,NH3-N=1.742mg/L,SS=81.0mg/L。取500mL水樣于1000mL燒杯中,加入10mgPAC(以Al2O3含量計),進行4因素3水平正交實驗,靜止沉降30min后取液面下5cm處水樣測濁度,實驗結果見表1。

        表1正交實驗結果

        序號 快攪轉速(r/min) 快攪時間(s) 慢攪轉速(r/min) 慢攪時間(min) 除濁率(%)
        1 100 15 40 10 78.42
        2 100 30 60 15 79.15
        3 100 45 80 20 80.14
        4 200 15 60 20 83.11
        5 200 30 80 10 82.30
        6 200 45 40 15 87.74
        7 300 15 80 15 81.68
        8 300 30 40 20 80.44
        9 300 45 60 10

        79.53

        均值K1 79.24 81.07 80.20 80.08  
        均值K2 87.72 80.63 80.60 82.86  
        均值K3 80.55 82.47 81.37 81.23  
        較差R 8.48 1.84 1.17 2.78  
        因素主次 快攪轉速>慢攪時間>快攪時間>慢攪轉速
        較佳水平 快攪轉速200r/min,慢攪時間15min,快攪時間45s,慢攪轉速80r/min

        由正交實驗表1可知,通過均值和較差分析,快速攪拌轉速是影響除濁率的較大因素,轉速太快,不利于礬花的形成,攪拌葉片容易將已經形成的礬花打碎,而攪拌速度過慢,則不利于PAC的溶解以及與待處理水樣的充分混合,因此快攪轉速為200r/min較佳。通過較差分析,得出影響因素影響除濁率大小的排序為:快攪轉速>慢攪時間>慢攪轉速>快攪時間。由均值大小得出較佳水利參數為:快攪轉速200r/min,快攪時間45s,慢攪轉速80r/min,慢攪時間15min。

        2.2、PAC投加量對濁度的去除效果

        如圖1所示,,當PAC投加量小于10mg/L時,混凝效果不明顯,濁度去除率低。這是由于PAC投加量不足時,形成的礬花少,礬花的卷掃攜帶作用不明顯,導致水樣中的膠體顆粒只能部分去除,所以出水濁度仍然很高,濁度去除率較低。當PAC投加量大于14mg/L時,出水濁度同樣較高,濁度去除率也較低,混凝效果亦不明顯。這是因為絮凝劑PAC本身就具有一定濁度,當投加量過大時,必然導致其出水濁度也會隨之增加。所以PAC投加量過少出水效果難以保證,而過多又會造成浪費,且影響混凝效果,當投加量為12mg/L時為較佳投加量,濁度去除率為90.97%。

        圖1PAC加藥量對濁度的去除效果

        2.3、PAC投加量對pH的去除效果

        由于PAC本身pH值為酸性,而原水pH為7.38,混凝后出水pH應呈減小趨勢,但是不同PAC投加量間體積較溶液體積相差太小,稀釋后可忽略不計,故PAC投加量對出水pH的影響整體降低,但波動不大,見圖2。

        圖2PAC加藥量對出水pH的影響

        2.4、PAC不同投加量對CODcr的影響

        含有大量有機物的水通過除鹽系統會污染離子交換系統,特別容易污染陽離子交換樹脂,降低樹脂交換能力。有機物通常在預處理(混凝、澄清和過濾)中得到去除,但在除鹽系統中無法去除,因此有機物會通過補給水帶入鍋爐,從而進入蒸氣系統和凝結水中,造成系統腐蝕。在循環水系統中,有機物含量高會促進微生物的生長繁殖。因此,不管對除鹽、爐水或者循環水系統,COD越低越好。表2為不同加藥量對原水混凝后出水CODcr的影響。

        表2PAC加藥量對出水CODcr的影響

        加入量 8mg/L 10mg/L 12mg/L 14mg/L 16mg/L 18mg/L
        出水CODcr 65 75 96 100 120 124

        由表2看出,隨著PAC的加入量增加,出水CODcr也隨之增加。這是由于PAC加入后,原水中的Cl-含量大大增加。通過對高濃度氯離子樣品CODcr的研究發現,當Cl-濃度增加時,CODcr同時增加。通過對城市生活污水處理研究得出,隨PAC投加量的增加,CODcr的去除率呈迅速增加的趨勢,當投加量(以Al2O3計)為8mg/L時,去除率為42.9%,達到較大值,此后再增加PAC的投加量,CODcr的去除率不再變化。這證實試驗過程中CODcr值越來越大完全是由于Cl-含量增加導致的,水體中真實的有機物含量已得到良好的去除。

        2.5、PAC投加量對懸浮物的影響

        經過投加PAC絮凝處理后,原水的SS含量大大降低。由圖3看出,當PAC投加量在12mg/L時,絮凝出水SS僅為7.0mg/L,SS去除率可達91.36%,出水水質由原水淺黃色變為透明澄清,為后續深度除鹽提供了保障。

        圖3OPAC加藥量對出水SS的影響

        3、結論

        通過投加PAC進行絮凝試驗后,出水水質澄清且在不同投加量下處理穩定效果好。在實際運行過程中,通過試驗出水濁度指標、當時所用PAC的質量以及不同階段港口水質情況等,確定在水力條件為快攪轉速200r/min,快攪時間45s,慢攪轉速80r/min,慢攪時間15min時,PAC較佳投加量為12mg/L,在提高出水水質的同時降低藥品消耗的費用,從而達到低能目的,為電廠在實際運行中提供參考。

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