聚硅硫酸铁絮凝剂在炼钢除尘废水处理中的应用

2022-09-10

当前我国绝大部分的工业废水处理都是采用的聚合氯化铝或聚合氯化铁等絮凝剂, 而这些絮凝剂往往要取得较好的絮凝率, 通常应用剂量都相对偏大, 且成本高昂, 同时其还有一个明显的缺陷即铝盐絮凝剂应用在低温混浊废水时的絮凝效果不佳。而聚硅硫酸铁絮凝剂作为一种新型无机高分子絮凝剂, 则具有絮凝效果好、价格合格、安全可靠, 现已成为一门热点研究内容。本文将就此新型无机高分子絮凝剂展开具体的试验研究。

一、材料与试验

(一) 废水水质

在冶炼钢铁过程中所产生出的除尘废水为转炉吹氧冶炼环节, 部分铁及其化合物通过蒸发作用而飘出冶炼炉内, 并且冶炼过程中添加辅料时也会有颗粒物进入到烟道当中, 烟气在经过文氏管后, 会产生大量含铁物质的除尘废水。除尘废水的水质特性如下表1所示。

(二) 材料与试剂

自行制作聚硅硫酸铁絮凝剂, 其制作试剂主要就包括:硫酸银、硫酸肼、硫酸亚铁铵、浓硫酸、重络酸钾、六次甲基四胺等。

(三) 仪器

7221-栅分光光度计 (生产企业:上海双旭电子有限公司) ;DW-2-TER系列直流无级调速电动搅拌器 (生产企业:郑州特尔仪器设备有限公司数显p H计) ;PHS-2C精密酸度计 (生产企业:上海皓庄仪器有限公司) 。

(四) 试验方法

将100ml废水自然沉降35min, 而后将之置于烧杯中, 加入适当的聚硅硫酸铁, 采用350r/min的速度持续搅拌1min, 而后再采用200r/min的速度搅拌2min, 之后再采用50r/min的速度搅拌2min, 而后静置20min, 提取液面以下2cm位置的清液针对其化学需氧量、悬浮物、浊度、色度、酸碱值等指标予以测定。

二、结果与讨论

(一) 搅拌速度对絮凝沉降效果的影响

对加入了絮凝剂的废水液体采取搅拌处理主要是为了促使废水当中的微小颗粒物能够更加充分的和絮凝剂相接触, 但在进行搅拌处理的过程中也必须要确保所采取搅拌速度的合理性, 要尽可能的避免对已经絮凝的物质产生破坏。在添加絮凝剂之时, 通常会首先利用较快的速度实施搅拌处理, 并促使絮凝剂可以和废水当中的微小颗粒所充分融合。而后在絮凝剂发生絮凝作用之后便需将搅拌速度逐步放缓, 以免导致对现有絮团的破坏。合理的搅拌速度能够保障絮凝效果得到最为有效的发挥, 因此搅拌速度在逐步放慢的同时也不宜过慢, 否则将无法起到均匀混合的效果, 甚至还会导致部分微粒由于吸附的絮凝剂过多而导致絮状物受到破坏, 再次发生分散, 同时另一部分微粒也将获得充分絮凝所需求的药剂量。反之, 若搅拌速度过快, 也会对应形成的絮状体产生破坏, 导致最终的絮凝效果受到不利影响, 因而在对添加了絮凝剂的废水液体在进行搅拌处理时就必须要保证搅拌速度均匀适当, 以促使絮凝剂可充分均匀分散为宜。

由于搅拌速度与搅拌时间的不同, 所产生出的矾花大小及速率也各有差异, 针对这一情况在本次研究中就确定了以下几组搅拌时间与速度: (1) 速度:350r/min, 时间:60s; (2) 速度:200r/min, 时间:120s; (3) 速度:50r/min, 时间:120s。

(二) 絮凝剂加入量对絮凝效果的影响

结果表明, 在聚硅硫酸铁絮凝剂增加量为0.3ml/L时, 悬浮物及浊度去除比率分别达到了97.01%与98.96%;在聚硅硫酸铁絮凝剂增加量达到0.5ml/L之后, 其悬浮物的去除率达到了97.88%, 浊度去除率达到了99.13%;而在聚硅硫酸铁絮凝剂的剂量>0.5ml/L后, 其悬浮物与浊度的去除率变化趋势均逐渐放缓。因而, 在综合考虑到成本方面的因素, 对于聚硅硫酸铁絮凝剂的添加量应选择在0.3ml/L左右较为适宜。

(三) 酸碱值对于絮凝效果的影响

样取9份经初步沉淀废水, 在同等温度环境下分别采用硫酸及强氧化钠各2mol/L调节为不同的酸碱值, 而后再逐步加入聚硅硫酸铁絮凝剂直至0.5ml/L。

结果表明:聚硅硫酸铁絮凝剂在酸碱值6以下之时, 其悬浮物及浊度会随着酸碱值的提高而升高, 而在酸碱值为6时去除率最高, 而>6后去除率逐步放缓。因而, 酸碱值的适用范围较大, 在12以内均有较好的应用效果。

(四) 温度对絮凝效果的影响

取9份经初步沉淀废水, 于不同的温度环境下, 采用上文所提到的试验方法开展试验研究, 逐步加入聚硅硫酸铁絮凝剂直至达到0.25ml/L以及酸碱值为6。

结果表明:聚硅硫酸铁絮凝剂在针对此废水在进行处理之时收到的环境因素影响较小, 在温度为4°左右时, 其悬浮物及浊度去除率可达到96.5%, 同时随着温度的升高去除率也逐渐升高, 在温度为35°左右之时其去除率达到最高, 为98.56%, 但在温度>50°后去除率又会开始降低。据此表明温度对聚硅硫酸铁絮凝剂的悬浮物及浊度去除率影响较小。

结束语

经所进行的絮凝条件优选试验结果证实, 聚硅硫酸铁絮凝剂其最终所能够达到的沉降效果和絮凝剂使用量、废水的酸碱值等因素密切相关。通常在废水的酸碱值为6.0, 且聚硅硫酸铁絮凝剂的应用量为0.25ml/L, 之时, 废水混浊度、表层悬浮物的去除率达到了95.42%。同时适当的搅拌速度与合理的时间点, 也可促进絮凝剂效果的发挥, 促使其更快絮凝。

摘要：利用聚硅硫酸铁这一新型无机高分子絮凝剂在炼钢厂除尘废水处理中可起到较好的应用效果, 经试验结果证实, 聚硅硫酸铁絮凝剂本身的应用剂量和所进行处理的废水酸碱值是对最终絮凝效果产生影响的主要因素, 而温度因素的影响不大。在废水的p H值为6.0, 且聚硅硫酸铁絮凝剂的应用量为0.25ml/L之时, 废水混浊度、表层悬浮物的去除率达到了95.42%。

关键词：聚硅硫酸铁,絮凝剂,废水