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    江蘇銘盛環境

    陶瓷廢水處理的絮凝沉淀工藝 樂平廢水處理公司

    文章出處:未知發表時間:2022-06-06 13:27:50

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      在我國工業開展歷史上,陶瓷行業扮演著重要的角色,隨著生產技術的不時提升以及建筑行業的日益開展,陶瓷的需求量及生產量也隨之增加。陶瓷生產過程中不只需求大量的能源投入,同時也需求大量耗費自來水,隨之產生大量陶瓷工業廢水(以下簡稱陶瓷廢水)。陶瓷廢水濁度高、泥沙含量大,若不經處置直排,不只會梗塞生產系統排水管網,而且會影響周邊市政排水系統的正常運轉。

     

      2013年11月,工信部發布《建筑衛生陶瓷行業準入規范》,明白請求陶瓷企業“采用清潔生產技術,固體廢棄物資源化再應用,建筑陶瓷工藝廢水全部回用,衛生陶瓷工藝廢水回用率不低于90%,污、廢水應處置達標前方可排放”。從上述政策請求可知,陶瓷工業廢水的凈化回用是陶瓷企業完成清潔生產的關鍵問題所在。

     

      由于陶瓷廢水具有固體懸浮物含量高的顯著特性,因而,在其處置過程中必需要實施絮凝處置?,F有的陶瓷廢水運用的絮凝劑普通分為無機和有機絮凝劑兩類。無機絮凝劑多為硫酸鋁、硫酸鐵、聚合氯化鋁等,其主要優點在于本錢低廉,缺陷在于無機絮凝劑的分子量普遍較小,構成絮體尺寸小,處置后的上清液濁度較高,回用效果不佳,回用周期短;而有機絮凝劑主要有瓜二膠、聚氧乙烯、聚丙烯酰胺等,其優點在于分子量大,構成絮體尺寸大,回用周期長,絮凝速度快,其缺陷主要是本錢昂貴,經濟性不佳。另外,有機絮凝劑自身不帶電,關于陶瓷廢水中帶電微細顆粒的去除,通常需與無機絮凝劑復合運用,從而有效降低陶瓷廢水的上清液濁度。

     

      筆者結合廣州某陶瓷企業的生產實踐,將實驗室自制的無機-有機雜化絮凝劑應用于該陶瓷企業的廢水處置工藝中,并與現場原有絮凝劑的絮凝效果實施比照,考證其應用于陶瓷工業廢水處理過程的可行性。

     

      1、實驗局部

     

      1.1 陶瓷廢水處置工藝引見及問題剖析

     

      由前言可知,陶瓷廢水中固體懸浮物為主要待處置污染物,而陶瓷廢水的固液別離主要由絮凝過程完成,由于絮凝劑的品種不同,各有優劣,綜合思索運轉本錢及絮凝效果,國內很多陶瓷生產企業選擇無機、有機絮凝劑復合運用。以廣東某陶瓷企業為例,該陶瓷企業的切割工序及拋磨工序的清洗廢水首先在沉降池內實施初級絮凝處置,絮凝劑為聚合氯化鋁,經過初級絮凝處置后的上清液經過溢流返回循環水池,經過二次沉降后返回車間回用,沉降池內的絮體與板壓機濾液混合成為泥漿,并由池底出漿口泵入壓濾車間,壓濾前在混合泥漿中參加非離子型聚丙烯酰胺以進一步增大絮體尺寸,起到助濾的作用,壓濾后濾餅運回上游原料車間混料,濾液回流至沉降池混漿。該工藝固然能夠很好的綜合無機、有機絮凝劑的各自優點,在低本錢運轉的條件下完成較好的絮凝效果,但初級絮凝過程當選用聚合氯化鋁作為絮凝劑,絮凝后的上清液濁度很高,固然能夠勉強到達回用請求,但回用周期短,循環次數多,動力本錢增加。此外,聚合氯化鋁分子量較小,經初級絮凝產生的絮體尺寸較小,容易在沉降池底部發作板結,影響系統的穩定運轉。

     

      1.2 實驗所用儀器與試劑

     

      儀器:采用X射線熒光光譜儀(AXIOS-MAX)測定陶瓷廢水中固體懸浮物的元素組成;X射線衍射儀(X'PertMPD)實施陶瓷廢水中固體懸浮物的物相組成剖析;激光粒度儀(LS13320)測定尾礦的粒度散布;光電濁度儀(MZT-3)測定濁度;JJ-1精細電動攪拌器實施定時定速的攪拌。

     

      試劑:陽離子型無機-有機雜化絮凝劑HLM(實驗室自制),聚丙烯酰胺絮凝劑PAM(現場運用)。

     

      原料:廣東某陶瓷廠生產過程中的陶瓷廢水。

     

      1.3 陶瓷廢水來源及特性

     

      陶瓷企業生產工序繁多,而含泥廢水主要來源于各清洗工序,約占生產廢水總量的95%,廢水中顆粒的固含量為10wt%左右,即100g/L。粒徑散布如圖1所示。顆粒粒徑散布在1~40μm之間,均勻粒徑為12.94μm,且90%的顆粒粒徑小于30μm。顆粒物相剖析如圖2所示。由上述剖析可知,陶瓷廢水中的固體懸浮物主要為石英相和極少量的殘留粘土。但是由于石英本身比重較小,在粒徑較小的狀況下難以依托本身重力快速沉降。此外顆粒外表電位測得為-6.59mV,顆粒間的靜電斥力進一步障礙了顆粒間的凝聚及快速沉降,也相應增大了絮凝的難度。

     

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      1.4 實驗辦法

     

      將實驗室自制的無機-有機雜化絮凝劑HLM與生產運用的絮凝劑PAM配制成質量濃度為0.1wt%的溶液,在攪拌條件下按一定計量比(絮凝劑質量/陶瓷廢水體積)參加至500mL陶瓷廢水中,在轉速500rpm條件下攪拌1min,300rpm下攪拌2min,之后將懸浮液疾速轉移至500mL量筒中,在特定的沉降時間點分別記載固液分界面廓清高度及上清液濁度。

     

      2、結果與討論

     

      2.1 沉降結果比照

     

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      將雜化絮凝劑HLM和生產所用絮凝劑PAM分別參加至固含量為10wt%的陶瓷廢水中,結果如圖3所示。無絮凝劑添加時,沉降時間在20min內無明顯固液分界面,故將空白實驗的初始沉降速率記為0m/h。當添加1mg/L絮凝劑時,PAM和HLM均能將初始沉降速率分別提升至10.2m/h和10.26m/h。繼續添加絮凝劑,懸浮液初始沉降速率簡直無明顯增長。當絮凝劑添加量為5mg/L時,PAM可將上清液濁度由空白實驗中的降至2507.5NTU,而HLM可將上清液的濁度降低至19.53NTU,上清液比照圖如4所示。之后上清液的濁度值隨絮凝劑投入量的繼續增加而趨于穩定。結果標明,與現場絮凝劑PAM相比,雜化絮凝劑HLM在陶瓷廢水的除濁方面表現出明顯優良的性能。這主要是由資料的雜化構造及成分組成所決議的。一方面,雜化構造有利于有機高分子鏈吸附架橋作用的高效發揮;另一方面,無機組分的電中和作用可中和微細顆粒外表的負電荷,促進顆粒間的脫穩凝聚以及有機組分的吸附架橋作用的高效發揮。當絮凝劑HLM的投入量為1.7mg/L時,可到達與PAM在投入量為5mg/L時同等的效果。

     

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      2.2 絮體特性比照

     

      經過聚焦光束透射丈量(FBRM)手腕測得經PAM和HLM絮凝后得到的絮體弦長散布,如圖5所示。與空白實驗相比,絮凝后的顆粒弦長明顯由低數值向高數值偏移,闡明大量懸浮顆粒經絮凝后構成大粒徑的絮體,從而在陶瓷廢水中快速沉降。比照HLM和PAM構成的絮體弦長散布能夠看出,兩種絮凝劑均將大量顆粒絮凝構成大粒徑絮體,而PAM因不具備電中和才能無法中和顆粒外表電荷,靜電斥力的存在障礙了微細顆粒間的凝聚,從而造成了大量小粒徑顆粒的殘留,在沉降實驗結果中表現為上清液剩余濁度較高。

     

      采用顆粒錄影顯微鏡拍攝了經PAM和HLM絮凝后得到的絮體照片如圖6所示。在空白實驗中,懸浮顆粒粒徑較小,且平均懸浮于陶瓷廢水中。比照HLM和PAM構成的絮體照片能夠看出,HLM構成的絮體較為密實,而PAM構成的絮體較為松懈。一方面來講,雜化絮凝劑的構造促進了有機高分子鏈與顆粒間的高效吸附;另一方面,雜化絮凝劑中無機組分電中和作用和有機組分吸附架橋作用的高效協同促進了顆粒的凝聚絮凝,從而有利于密實絮體的構成。而顆粒間靜電斥力的存在可能是障礙HLM架橋吸附而造成構成絮體較為松懈的主要緣由。

     

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      2.3 廢水處置本錢效益剖析

     

      關于陶瓷廢水,若直接采用絮凝劑PAM或HLM一步處置,若到達同等的處置效果(上清液濁度約為2507.5NTU),雜化絮凝劑HLM用量(1.7mg/L)為生產用絮凝劑PAM(5mg/L)的1/3。生產運用絮凝劑PAM單價1.3萬元/t,雜化絮凝劑HLM的單價為2萬元/t,那么PAM處置陶瓷廢水的藥劑本錢為0.065元/t,HLM處置陶瓷廢水的藥劑本錢為0.034元/t(約為PAM的1/2)。就現場聚合氯化鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)復合工藝而言,當PAC和PAM的用量分別為2.5mg/L和5mg/L,此時廢水的上清液濁度可降低至1500NTU,到達上述效果所需雜化絮凝劑HLM的用量為2mg/L。PAC的價錢為1500元/t,經預算,PAC和PAM復合將陶瓷廢水的上清液濁度降低至1500NTU時,藥劑本錢為0.069元/t,此時HLM的處置藥劑本錢為0.04元/t(約為PAM的4/7)。當雜化絮凝劑的投加量為5mg/L時,可將陶瓷廢水的上清液濁度降低至19.42NTU,已到達廢水懸浮物含量排放規范,并可直接回用于陶瓷制備流程,此時陶瓷廢水的藥劑處置本錢為0.1元/t。

     

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      與陶瓷廢水復合處置工藝相比,單步處置工藝一方面可簡并廢水處置工藝流程,另一方面可防止由無機絮凝劑絮凝工段因絮體粒徑小而形成的板結,堅持廢水處置系統的高效穩定運轉。

     

      3、結論

     

      將實驗室自制無機-有機雜化絮凝劑HLM應用于陶瓷廢水的絮凝處置,實驗結果標明,該絮凝劑在投入量為5mg/L時,可將陶瓷廢水的上清液濁度降低至19.42NTU,已到達廢水懸浮物含量排放規范,并可直接回用于陶瓷制備工藝流程。

     

      與傳統單獨運用聚丙烯酰胺絮凝劑PAM的工藝相比,到達相同廢水處置效果,無機-有機雜化絮凝劑HLM可將陶瓷廢水處置的藥劑本錢降低50%。與現場將聚合氯化鋁PAC和聚丙烯酰胺PAM復合運用的工藝相比,雜化絮凝劑HLM可將陶瓷廢水的處置的藥劑本錢降低40%。

     


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