陳國煒¹，徐得潛¹，張之源²
（1.合肥工業(yè)大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.安徽省環(huán)境科學(xué)研究所，安徽 合肥 230061）

　　摘要：本文采用絮凝沉淀法對宣紙?jiān)旒垙S蒸煮黑液廢水進(jìn)行預(yù)處理，研究探討絮凝劑的種類、水溫、pH、沉淀時(shí)間等對絮凝沉淀過程的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在最佳的反應(yīng)控制條件下，該方法能有效地去除黑液中的污染物。
　　關(guān)鍵詞：造紙；造紙黑液；廢水處理；絮凝沉淀
　　中圖分類號：X793
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
　　文章編號：1009-2455(2001)05-0026-03

Treatment of Wastewater from Xuan Paper Production by
Flocculation and Precipitation Process
CHEN Guo-wei¹，XU De-qian¹，ZHANG Zhi-yuan²
（1.School of Civil Engineering，Hefei University of Techndogy，Hefei 230009，China；
2.Anhui Institute of Environmental Science，Hefei 230061，China）

　　Abstract：A flocculation and precipitation process was used in the pre-treatment of the digestion black liquor from the Xuan paper mill to research into the effects of flocculant type，water temperature，pH，time of precipitation，etc.on the process of nocculation and precipitation．The result of the test shows：this method can effectively remove the polluting substance in the black liquor under optimum reaction conditions．
　　Key words：paper making；black liquor from paper making；wastewater treatment；flocculation and precipitation

前言

　　宣紙是我國手工紙中最為著名的一種，其生產(chǎn)有近千年的歷史，至今仍襲用傳統(tǒng)的工藝，大部分工藝依賴手工操作，制作方法獨(dú)特。與普通造紙相同，宣紙?jiān)谄渖a(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水，我國對宣紙?jiān)旒堖@一類特殊的造紙廢水處理技術(shù)的研究尚屬空白。宣紙?jiān)旒垙U水主要包括：檀皮蒸煮、沖洗和漂白廢水以及碾草的處理廢水，其中碾草沖洗水、檀皮漂白水、檀皮沖洗水和黑液是宣紙?jiān)旒垙S污染物的重要來源，也是廢水處理的主要對象。檀皮漂白水、碾草沖洗水的COD值主要是由于水中的懸浮物引起的，這兩類廢水的處理相對較為容易；而檀皮清洗水的主要成分與黑液相似，僅僅濃度低了一些，相當(dāng)于稀釋的黑液。黑液的COD濃度相當(dāng)高，可生化性差，是廢水處理的關(guān)鍵^[1]。因此本文選擇蒸煮黑液作為研究的主要對象。

1 試驗(yàn)方法

1.1 廢水水質(zhì)
　　黑液CODcr為70000～110000mg/L，SS為50～60mg/L，pH為13.5～14.0。
1.2 試驗(yàn)內(nèi)容
　　本文采用絮凝沉淀法^[2-3]對宣紙?jiān)旒埡谝簭U水進(jìn)行處理。對水凈化劑種類的選擇、影響處理效果的因素作了試驗(yàn)分析。
　　將盛有250mL宣紙?jiān)旒埡谝簭U水的燒杯放入攪拌器中，快速（120r/min）攪拌2min，隨后加入一定量的絮凝劑，按原轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌1min，再慢速（30r/min）攪拌10min，最后靜置沉淀30min，分離上清液，分析COD值，觀察處理效果。選取硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚丙烯酸膠等絮凝劑進(jìn)行絮凝劑種類的選擇研究。由于不同種類的絮凝劑的最佳投藥量范圍不同，因此對于每一種絮凝劑都選擇了不同投藥量，以繪出每種絮凝劑的處理效果與投藥量關(guān)系曲線，最終決定采用何種絮凝劑以及最佳投藥量。
　　絮凝劑的處理效果與溫度、pH、沉淀時(shí)間及攪拌強(qiáng)度等條件有關(guān)。因此，分別針對不同的溫度、pH、沉淀時(shí)間進(jìn)行了對比試驗(yàn)，以確定最佳的工藝控制參數(shù)范圍。首先在不同的水溫條件下，取250mL廢水倒入燒杯，加入等量的絮凝劑，然后和絮凝劑種類選擇試驗(yàn)相同，經(jīng)攪拌、沉淀后分析出水水質(zhì)情況，以確定水溫對絮凝沉淀效果的影響程度及合適的溫度范圍。然后取若干份相同量的廢水，分別調(diào)整到不同的pH值，再加入等量的絮凝劑，攪拌沉淀，分析水質(zhì)情況，判斷絮凝沉淀過程的最佳pH范圍。最后在pH及溫度為最佳值的情況下進(jìn)行沉淀時(shí)間對出水水質(zhì)的影響試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 絮凝劑選擇試驗(yàn)結(jié)果
　　采用單一無機(jī)絮凝劑和無機(jī)絮凝劑加助凝劑對黑液進(jìn)行絮凝試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分述如下：
2.1.1 聚合硫酸鐵絮凝試驗(yàn)
　　使用聚合硫酸鐵（全鐵含量為11.0％）作為絮凝劑，具體的試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。聚合硫酸鐵單獨(dú)用作絮凝劑時(shí)，投藥量較大，其最佳去除率為47.97％，加藥量是30mL/L，但是此時(shí)形成的礬花很細(xì)小，并且對宣紙黑液色度的去除效果不佳，沉淀分離不明顯，其沉降速度的快慢難于觀察。

2.1.2 聚合氯化鋁絮凝試驗(yàn)
　　使用聚合氯化鋁（Al₂O₃含量為10％）作為絮凝劑，具體的試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。聚合氯化鋁單獨(dú)作為絮凝劑使用，其用量較少，最佳投藥量約為8mL/L，去除率也較高，約為53.44％。聚合氯化鋁對宣紙黑液色度的去除較好，處理后上清液顏色較淺。
2.1.3 硫酸鋁絮凝試驗(yàn)
　　使用硫酸鋁作為絮凝劑，具體的試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。硫酸鋁作為絮凝劑單獨(dú)使用時(shí)，形成的礬花比較細(xì)小，沉降速度較慢，去除率不高，并且硫酸鋁的用量也較多，最佳投藥量約為1600mg/L。

2.1.4 聚合氯化鋁+聚丙烯酸胺試驗(yàn)
　　使用聚合氯化鋁作為絮凝劑、聚丙烯酸胺作為助凝劑，具體的試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。該試驗(yàn)是在聚合氯化鋁的投藥量為8mL/L的條件下進(jìn)行，分別取不同量的聚丙烯酸胺進(jìn)行絮凝沉淀，觀察去除效果（聚丙烯酸胺溶液的濃度為1‰）。試驗(yàn)結(jié)果表明，聚丙烯酸胺作為助凝劑使用時(shí)最佳投藥量約為12mL/L，形成的礬花顆粒較大，分離速度較不加助凝劑的試驗(yàn)要快，泥水分離界限分明，去除率有所提高，為56.96％。

2.2 水溫對絮凝效果的影響
　　水溫對絮凝效果的影響試驗(yàn)是在聚合氯化鋁為絮凝劑，投藥量為8mL/L，聚丙烯酸胺為助凝劑，投藥量為12mL/L，沉淀時(shí)間為30min的條件下進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示：

　　在試驗(yàn)所取的溫度范圍內(nèi)，絮凝效果隨水溫的升高而提高，當(dāng)溫度趨于約50℃時(shí)COD去除率則達(dá)到65％，此后溫度的提高對去除率的影響不大。
2.3 pH對絮凝效果的影響
　　pH對絮凝效果的影響試驗(yàn)是在聚合氯化鋁為絮凝劑，投藥量為8mL/L；聚丙烯酰胺為助凝劑，投藥量為12mL/L；沉淀時(shí)間為30min的條件下進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示：

　　pH值較低時(shí)COD去除率僅為50％，當(dāng)pH升高時(shí)COD去除率隨之提高，但是當(dāng)pH＞8時(shí)，COD去除率又會有所下降。總體來說，pH較高時(shí)的絮凝處理效果較pH低時(shí)的效果好，在沉淀30min時(shí)COD去除率最高可達(dá)到57.85％。
2.4 沉淀時(shí)間對絮凝效果的影響
　　沉淀時(shí)間的試驗(yàn)是在聚合氯化鋁為絮凝劑，投藥量為8mL/L；聚丙烯酰胺為助凝劑，投藥量為12mL/L；pH為8的條件下進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

　　雖然沉淀時(shí)間越長COD去除率越高，但是當(dāng)沉淀時(shí)間大于80min時(shí)，COD去除率不再有明顯的變化。

3 結(jié)論

　　通過宣紙黑液絮凝沉淀試驗(yàn)的研究，得出如下結(jié)論：
　　①作為絮凝劑單獨(dú)使用時(shí)，聚合氯化鋁對COD的去除率為53.44％，優(yōu)于聚合硫酸鐵（47.97％）和硫酸鋁（42.30％），且投藥量最少；在投加助凝劑聚丙烯酰胺時(shí)COD去除率更高，為56．96％。
　　②采用聚合氯化鋁為絮凝劑，聚丙烯酰胺作為助凝劑對宣紙黑液進(jìn)行絮凝沉淀處理時(shí)，最佳運(yùn)行條件為：聚合氯化鋁（Al₂O₃含量為10％）投藥量為8mL/L，聚丙烯酰胺（1‰）投藥量為12mL/L，溫度為50℃；pH為8；沉淀時(shí)間為80min。
　　③絮凝沉淀作為宣紙黑液的預(yù)處理工藝，上述控制條件下COD去除率可達(dá)65％，可以有效地去除廢水中的污染物，便于后續(xù)處理的進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：
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作者簡介：陳國偉（1976～），女，碩士，合肥工業(yè)大學(xué)土建學(xué)院，聯(lián)系電話：(0551)2907678。