常规混凝过滤法处理PVC乳化废水的研究
张小军 吕有良 金奇庭
（1．多元水环保技术产业（中国）有限公司，北京 102600；
2.西南大学，四川 成都 610000；3.西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西 西安 710055）
摘要：采用混凝过滤工艺对PVC乳化废水进行了预处理试验，研究了混凝剂种类、pH值、混凝剂投加量及絮凝剂投加量对处理效率的影响。试验结果表明：混凝剂Al2（SO4）3·18H2O对投量 100 mg／L，PAM投加量3mg/L和废水叫值为pH值为5.5的条件下，进水ρ（CODcr）为12000 mg/L，经混凝沉淀+石英砂过滤后，出水产ρ（CODcr）可降至750 mg/L。
关键词：聚氯乙烯；混凝沉淀；硫酸铝；石英砂；过滤；废水处理
中图分类号：X703.1；X871.2 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（2003）02-0047-03
Testing on Treatment of Emulsified Wastewater from PVC Production
by Conventional Coagulation－Filtration Method
ZHANG xiao－jun，LU You－liang，JIN Qi－ting
（l．Polywater Environmental Protection Technology Industry（China）Co.,Ltd.Beijing 102600，China；
2．Southwest China University，Chengdu 610000，China；
3．Institute of Environmental and Municipal Engineering,
Xi＇an University of Bullding Science and Technology，Xi＇an 710055，China）
Abstract：PVC－emulsified wastewater was treated by a coagulation－filtration process．Factors that influence the treatment efficiency，such as the kind of flocculant，the pH value and the dose of flocculant，were studied．Theresults show that when the concentration of the coagulant Al2（SO4）3·18H2O is 100 mg／L，he concentration ofPAM is 3 mg／L，the pH value of the wastewater is 5.5 and the inlet water is Of ρ（CODCr）12 000 mg／L，the ρ（CODcr）of the effluent water can be reduced down to 750 mg／L after coagulation－filtration plus quartz sand-filtration．
Keywords：PVC；coagulatory settling; aluminum sulfate；quartz sand；filtration：wastewater treatment
某化工厂乳液聚合车间采用乳液聚合工艺生产聚氯乙烯（PVC），生产过程中产生了含大量PVC的有机废水。该废水由三部分组成：冲釜水、淋洗水和冷却水，而冲釜水是该废水的主要来源。PVC废水排放总量30 m3／d，含有聚氯乙烯、乳化剂、引泼剂、尿素等多种有机物，主要的污染物是聚氯乙烯、乳化剂（十二烷基硫酸钠）[1]。PVC废水呈乳白色，表面有大量泡沫，没有明显的颗粒状物质，其ρ（CODcr）约为12000－20000 mg／L，pH值为5.5左右。
根据我们进行的探索性试验和该厂的经济情况，我们采用“混凝沉淀法+砂过滤”的试验方案，对PVC有机废水的预处理进行研究。
l 试验设备和药剂
1.1 试验设备
DBJ621智能定时变速六联搅拌器，石英砂过滤柱。
1.2 试验药剂
20％Al2（SO4)3·18H2O（工业品）；20％聚合铝（PAC）（工业品）；20％聚合铁（工业品）；0.5％PAM（日产）；23.4％H2SO4；lmol／L NaOH。
2 试验方法及结果分析
2.1 混凝剂的选用
混凝沉淀试验选择 3 种混凝剂：Al2（SO4）3·18H2O，PAC，聚合铁。取一组 500 mL的冲釜水水样，依据混凝剂的pH值投药范围[2]，调节水样 pH值，投加一定量的混凝剂先以 150－200r／min快速搅拌 1 min，再以 50～80 r／min慢速搅拌15 min，静置 30 min，取试样上清液，检测其CODcr，比较CODcr的去除率[3]，确定混凝沉淀所使用的药剂。试验结果见表1。
表1 不同混凝剂的试验结果
混凝剂 pH值 投加量／
（mg·L-1） CODCr去除率／% 外观
Al2(SO4)3 5.0-6.0 100-140 82.0-84.2 白色 PAC 5.0-6.0 100-180 66.5-76.3 黄色 聚合铁 7.0-8.0 150-200 61.0-68.1 褐色
注：冲釜水的ρ（COcr）=17500 mg／L，PH=5.5。
由表1可以看出：3种药剂的投加量依次增加，去除率却逐次下降。加入PAC与聚合铁后，沉降物染上杂色，这将不利于厂方对PVC的回收利用，因而选择Al2（SO4)3·18H2O作为混凝剂是可行的。
2.2 确定Al2（SO4)3·18H2O的最佳pH
值取一组 500 mL的冲釜水水样，用 23.4％H2SO4 1 mol／L NaOH 调节其 pH 值依次为 3～9，Al2（SO4)3·18H2O的投加量为 100 mg／L，搅拌方法与静置时间同混凝剂的选用试验。记录各水样中出现清晰泥水界面的时间，确定混凝反应的pH值范围。试验结果见表2。
序号 pH值 泥水分界时间／min 上清液外观
１ 3.0 未出现 ２ 4.0 未出现 ３ 5.0 2.0 较清 ４ 6.0 5.0 较浑浊 ５ 7.0 8.0 浑浊 ６ 8.0 未出现 ７ 9.0 未出现
注：冲釜水的ρ（COcr）=17 500 mg／L，PH=5.5。
从表2可以看出，pH值在5.0～6.0范围内，反应时间最短，混凝效果较好。冲釜水的pH值为5.5，因而可不调节废水的pH值，直接投加Al2（SO4)3·18H2O。
2.3 投药量范围的确定
由于化工厂PVC废水没有调节池，且水质不稳定，因而给取得代表性水样带来不便。针对此种情况，本次试验分别对冲釜初始出水（浓液）。地沟剩余水进行Al2（SO4)3·18H2O投加量试验。
取冲釜水、地沟剩余水各 500 mL 水样，调节pH值为5.5，冲釜水和地沟剩余水投药量分别以80 mg／L和20 mg／L为起点，依次增加投药量为 20 mg／L，搅拌方法与静置时间同混凝剂的选用试验。取检测上清液CODcr值[3]，确定优化的投药量范围。试验结果见表3、表4。
序号 投加量／
（mg·L-1） 泥水分界时间／min ρ（CODcr）／
（mg·L-1） CODcr去除率／%
１ 80 6 3157 82.0 ２ 100 5 3162 82.0 ３ 120 4 3004 82.9 ４ 140 1 2727 84.4 ５ 160 2 2480 85.9 ６ 180 2 2439 86.1
注：冲釜水的ρ（CODcr）=17589mg／L，pH=5.5。
表4Al2（SO4)3·18H2O投加量对地沟剩余水的试验结果
序号 投加量／(mg·L-1) 泥水分界时间／min ρ(CODcr)／(mg·L-1) CODcr去除率／%
１ 20 1 57.6 99.1 ２ 40 3 175 97.3 ３ 60 6 385 94.0 ４ 80 未出现 ５ 100 未出现
注：地沟余水的ρ（CODcr）＝6 480 mg/L，pH=5.5。
由表3、表4看，冲釜水投药范围140－160mg／L，而地沟剩余水投药范围 30～40 mg／L，两者投药量的差别相当大。考虑到投药量是该厂废水站运行成本的关键，必须取得代表性的混合水样，确定最佳投药量。
混合水样采用现场间断取样，按15 m3／d冲釜水ρ（CODcr）为 17000 mg／L，10 m3／d淋洗水ρ（CODcr）为 8000 mg／L、5 m3／d冷却水ρ（CODcr）为 3000 mg／L实际生产情况进行混合。取此混合废水 500 mL，投药量以 80 mg／L为起点，依次增加投药量 20 mg／L，搅拌方法与静置时间同混凝剂的选用试验。取上清液 300 mL，经石英砂过滤柱过滤后，检测过滤液的CODcr值，分析混合水样 CODcr的去除率，确定混凝剂的投药范围。试验结果见表5。
序号 投加量／
（mg·L-1） 泥水分界时间／min ρ（CODcr）／
（mg·L-1） CODcr去除率／%
１ 60 未出现 ２ 80 未出现 ３ 100 5 840 93.0 ４ 120 3 770 93.6 5 140 2 730 93.9 6 160 未出现
注：混合水样的ρ（CODcr）=12000 mg/L,pH=5.5。
混凝剂与絮凝剂的联合使用，解决了仅加混凝，剂污泥稳定性较差，产生絮体不易沉降的现象。投加Al2（SO4)3·18H2O和 PAM 3 mg／L，静置 3 min，水样出现泥水分界面，静置 30 min泥水比为1:7，形成的絮体粗大、沉降速度快、效率高，产生的污泥量少，后处理容易。
2.4 上清液经石英砂过滤的结果分析
本次试验的后处理为石英砂过滤，所用砂滤柱直径对直径为1.1 cm，砂柱高为 50.0 cm, 柱的容积为48mL，按0.8m／h滤速过滤。混合水样在ρ（CODcr）=12000 mg/L,pH值为5.5,Al2（SO4)3·18H2O投药量为 100 mg／L，PAM投药量为3mg/L的条件下，混凝沉淀后取上清液 300 mL．检测其CODcr值，再经石英砂柱过滤后，检测过滤液CODcr值，两者进行比较，结果见表6。
样品 出水外观 ρ（CODcr）／
（mg·L-1） 总CODcr去除率／%
混凝沉淀上清液 较清，不透明 1500 87.5 砂滤出水 清，透明 750 93.7
从表 6 看出，经过砂滤的出水效果较好，CODcr值有明显下降，考虑到砂滤工艺操作简单、成本较低、反洗容易，因而在混凝沉淀处理后，可以加上砂滤作为预处理的后处理单元。
经测定混合水样砂滤出水产（CODcr）为750m才L，p（BOD5）为370 mg/L，m(BOD5)：m（CODcr）为0．49。因而砂滤后出水可采用好氧生物处理。
3 结论
PVC废水有机物含量高，成分复杂，属于比较难处理的工业废水。本试验结果表明：原PVC废水 ρ（CODcr）＝12000 mg／L，pH值为5.5，在混凝剂 Al2（SO4)3·18H2O投加量为 100 mg／L，絮凝剂 PAM 某些方面投加量为3 mg／L，pH值为5－6的条件下，PVC废水混凝沉淀出水ρ（CODcr）＝1500mg／L，砂滤出水p（CODcr）＝750 mg／L，m（BOD5）／m（CODcr）值可达 0.49，总CODcr去除率可保持在85％以上。采用“常规混凝沉淀+砂过滤”预处理单元可大大降低PVC废水的有机物含量，为废水的生化或活性炭后续处理单元创造了良好的条件。
参考文献：
[l]么恩琳. 氯碱行业环保“三废”治理现状[R]. 天津：中国氯碱工业协会，1999．
[2]戴之荷，方晞，聂建校，等. 黄河高浊度水混凝沉淀试验的研究[J].给水排水，2000，26（6）：25-27.
[3]许保玖.当代给水与废水处理原理[M].北京：高等教育出版社，1991.
作者简介：张小军（1975－），男，陕西咸阳人，工程师，硕士，研究方向为水微污染控制，电话（010）60212222-257。
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