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电子、电镀工业废水成分复杂,含有大量重金属,如不经处理直接排放将造成水资源重金属污染,对环境和人体健康危害巨大,因此对重金属污染的治理逐渐成为了污水处理的重点。絮凝工艺是电子、电镀行业处理重金属废水的主要工艺之一,但是基于该行业废水水量、水质波动大等特点,常规絮凝工艺出水水质不稳定,产泥量大,而在接触絮凝基础上发展而来的污泥动态成核絮凝工艺则更能耐受水质波动、沉淀速率快、出水水质良好,污泥回流还能显著减少污泥排放量。
本试验通过小试对照试验,分析研究了不同絮凝剂时不同实验条件下污泥动态成核絮凝工艺相比常规絮凝工艺处理效果的优劣,进行了中试工艺运行调试,优化了混合pH值、絮凝pH值、絮凝剂投量、PAM投量、动态污泥浓度等工艺参数,并利用絮凝在线监测系统获得了絮凝过程絮体图像,从絮凝物理角度初步探讨了污泥动态成核絮凝的作用机理。
小试实验结果表明,对于模拟实验废水,水力条件影响絮凝效果,慢搅时间影响最大,最优组合为快搅转速200r·min-1,快搅时间50s,慢搅转速70r·min-1,慢搅时间10min。在硫酸铝、PAC、三氯化铁、PFS分别为絮凝剂时,污泥动态成核絮凝工艺较常规絮凝工艺对pH波动的耐受能力更强,絮凝达最佳效果时所需pH值较低,最佳絮凝剂投量仅为常规工艺的25-75%,污泥动态成核絮凝工艺总体较常规絮凝工艺处理效果更好。
现场中试实验结果表明,各工艺参数对出水水质影响的主次顺序为:混合pH值、絮凝剂投量、絮凝pH值、PAM投量、动态污泥浓度。污泥动态成核絮凝工艺处理此类电子、电镀工业废水的最佳工艺参数为:混合pH=10.5±0.2,絮凝pH=9.0±0.2,絮凝剂15mg/L,PAM=1.0mg/L,动态污泥浓度=4000±500mg/L。该工艺抗冲击负荷能力强,能稳定高效地去除目标污染物,达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级排放标准。运行成本约为1.42元/m3,低于其他常规絮凝工艺,经济高效。
絮体特性研究结果表明,污泥动态成核絮凝工艺相比常规絮凝工艺,ζ电位随pH值的变化,增减幅度较小,混合反应后形成的絮体粒径较大,絮体更密实,沉速、强度、分形维数也都较大,破碎后的回流污泥作为加载剂,能减小絮体ζ电位的绝对值,提高絮凝效能,同时为较大絮体的形成提供“凝核”,促进较大絮体的形成,此外这些密实絮团具有再絮凝能力,在其表面“胶质”作用下能粘结细小絮体,聚集收缩形成更大更密实的絮团,并能增大结合颗粒个数。