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复合功能树脂深度处理二级出水具有占地面积小、吸附容量大、选择性好、吸附和脱附再生容易、操作简单等优点,能够为企业节能减排,创造可观的经济效益、环境效益及社会效益。但是单纯利用树脂法处理二级出水,单批处理水量低,运行周期短,导致成本增加。混凝具有成本低、操作简单等特点,作为预处理工艺,可以提高废水的处理效果,减缓树脂的饱和速度,降低运行成本。
本文以江苏某化工园区污水处理厂二级出水为研究对象,利用XAD-8、XAD-4联用分级技术及凝胶色谱对二级出水及混凝出水的化学、物理级分进行表征,选用氯化铁(FeCl3)、聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)对污水处理厂二级出水进行混凝优选试验,利用筛选出的最佳混凝剂通过单条件试验和正交试验,对影响混凝效果的各种操作条件进行优化组合。
研究结果表明FeCl3处理该二级出水效果明显好于PAC及PACF,在单因素试验基础上采用正交试验确定了FeCl3混凝的最佳参数为:投加量750mg/L,pH为8.3(原水)、水温30℃,混合速度300r/min、混合时间60s、混凝强度100r/min、混凝时间10min、沉淀时间30min。
FeCI3+PAM组合强化混凝研究结果表明,采用聚丙烯酰胺助凝能显著提高混凝效果,减少混凝剂投药量(投药量减少20%),降低动力消耗(搅拌速度由300r/min降至200r/min)。确定的最佳助凝操作条件为:混凝剂投加量:600mg/L,PAM投加量:1mg/L,pH为8.3(原水)、搅拌速度200r/min。
经FeCI3+PAM混凝处理后出水总磷<0.5mg/L、总氮<15mg/L,可以满足当地排放标准,但COD仍高达120mg/L左右,无法达标排放,同时考虑将深度处理过的出水用于厂区杂用,混凝出水仍需进一步经过树脂吸附深度处理。
经过对六种大孔吸附树脂筛选表明,AH-2树脂对混凝后二级出水在酸性条件下具有良好的处理效果。吸附热力学研究表明:溶解性有机物在AH-2树脂上的吸附符合Freundlih 吸附模型,为自发的放热吸附过程。动力学研究表明:吸附过程符合准二级动力学模型,液膜扩散是吸附过程的主要控制步骤。动态柱实验结果表明:吸附流量、pH、温度对吸附过程均有影响,最佳吸附工况为:流速15BV/h,温度:常温(15℃~45℃),pH:4~6。该吸附条件下废水处量约为1900BV/批,控制泄露点COD<80mg/L,出水pH7.3-8.5,可达到当地排放要求。脱附研究表明:采用酸碱可实现树脂脱附再生,连续五批次运行,处理效果未见明显降低。对脱附液采用铁碳微电解+Fenton氧化,B/C由0.06提高到0.21,生化性明显提高,可将其与原废水—同进入生化处理单元,最终实现整套处理工艺的连续运行。