在鋼鐵制品的加工過程中,經(jīng)常要用到硫酸對其表面進行酸洗除銹和除氧化皮處理,由此產(chǎn)生大量酸洗廢液,其中含有大量的鐵離子(Fe2+、Fe3+)。這些酸洗廢液在多數(shù)企業(yè)中被直接排放,一方面污染環(huán)境,另一方面也造成資源的浪費。本文利用邢臺市某鋼鐵制品廠的工業(yè)廢料硫酸酸洗廢液、水玻璃(硅酸鈉) 和氯化鋁等制備了無機高分子絮凝劑聚合硅酸硫酸鋁鐵(簡稱PAFSS), 并用PAFSS 對造紙脫墨廢水(以下簡稱廢水)進行處理,測試研制的PAFSS 絮凝性能,考察各種因素對絮凝效果的影響,確定較佳的水處理工藝條件。
1 試驗部分
1.1 廢液、廢水的性質(zhì)和組成
硫酸酸洗廢液取自邢臺市某鋼鐵制品廠,外觀為紅褐色,其中Fe3+ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8% , Fe2+ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,SO42- 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.2%。
廢水取自邢臺市中明紙業(yè)有限公司,外觀為灰黑色,pH 為8.50,
COD 為1400mg·L-1,濁度為405NTU,SS 為800 mg·L-1[1]。
1.2 試劑和儀器
硅酸鈉溶液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%(以SiO2 含量計);稀硫酸:質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%;氫氧化鈉:質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%;氯酸鈉:質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%;飽和氯化鋁溶液;聚合氯化鋁(PAC)和聚合氯化鐵(PFC):市售。
磁力加熱攪拌器:78-1 型,江蘇榮華儀器制造有限公司;全機械加碼電光大平:TG-328A 型,上海精密科學(xué)儀器有限公司;精密pH 計:PHS-3C 型,上海精密科學(xué)儀器有限公司;化學(xué)耗氧量測定儀:HH-6型,
上海昕瑞儀器儀表有限公司;散射光
濁度儀:WGZ-1A,
上海昕瑞儀器儀表有限公司;
色度儀:SD-9012 型,
上海昕瑞儀器儀表有限公司。
1.3 活化聚合硅酸的合成
在500 mL 燒杯中加入2.5%硅酸鈉溶液150mL,用稀硫酸調(diào)節(jié)pH=5.30 左右[2]。室溫慢速攪拌30 min,靜置活化1~4 h,溶液由淡白色變?yōu)榈{(lán)色,即得活化聚合硅酸。
1.4 PAFSS 的制備
向硫酸酸洗廢液中加入適量NaClO3,50℃以100r·min-1 攪拌20min,使酸洗廢液中的Fe2+ 全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,再加入活化聚合硅酸、飽和AlCl3 溶液,得活化硅酸和金屬離子混合溶液。用NaOH 堿液調(diào)節(jié)體系的pH=5.30,50℃以100 r·min-1 攪拌50 min,靜置活化24 h,即得高活性的聚硅酸金屬鹽復(fù)合絮凝劑PAFSS。
含鋁量大的產(chǎn)品除色效果好、絮體大、松散,但不易沉淀;含鐵量大的產(chǎn)品絮體密實、易沉淀,但除色效果不好。試驗表明,制備PAFSS **佳配比為:(Al+Fe)/Si摩爾比為1:1,Al/Fe 摩爾比為2:1[3]。
1.5 絮凝性能試驗
取200 mL 廢水置于500 mL 燒杯中,先用精密pH 計調(diào)節(jié)pH,再加入一定量的PAFSS,用磁力加熱攪拌器攪拌一定時間,靜置分層后,取上層清液測定
COD、濁度,考察各種因素對絮凝效果的影響。