高炉煤气洗涤水处理方法的研究
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— 19 —
环境保护科学 第 29 卷 总第 119 期 2003 年 10 月
表 6 pH 值范围的确定/ (mg·L -1)
pH 值 5
6
7
8
9
10 原水
188 .0 95 .5 67 .25 69 .0 85 .5 113 .5 942 .5
103 .0 99 .0 71 .0 76 .5 82 .5 124 .0 851 .5
表 7 搅拌强度的确定/(mg·L -1)
搅拌强度/ m in 30 60 90 120 150 180 210
悬浮物 143.5 86 .0 75.0 72 .5 53 .5 62.0 65.5
＊原水 SS 为 974 .5/(mg·L -1)
表 8 搅拌时间的确定/(mg·L -1)
搅拌时间/ s 悬浮物
20min 。 2 .1 .4 pH 值范围的确定 在混凝过程中 , 各种 药剂都有其适宜的 pH 值存在 。 因为 pH 值的高低 不仅直接影响着污染物存在的形态和表面性质 , 而 且还影响混凝剂的水解平衡及产物的存在形态和 存在时间 。
取原水 300m L , 用盐酸及氢氧化钠溶液 调节 水样 pH 值不同范围 , 加入 2 #药剂 0 .15mL , 加入 PAM 0 .40mL , 每次加药后搅拌 1min , 搅 拌强度为 120r/ min , 静 置时间 20min 后 , 取 上清液 200m L , 测定其悬浮物含量 。实验结果见表 6 。
混凝剂聚合硫酸铁 、氯化铝钙 、氯化铁 、聚合氯化铝 (以上 4 种药剂 分别简称为 1 #、2 #、3 #、4 #药 剂 , 其浓度均为 10 %), 分别与有机混凝剂 0 .1 %的 聚丙 烯酰 胺(PA M )配 合 使 用 处理 本 钢 五号 高 炉 煤 气洗涤水 。
取原 水 300mL , 加 入 无 机 混 凝剂 0 .10m L , PAM 0 .15mL , 每次加药后搅拌 1min , 搅 拌强度为 120r/ min , 静 置时间 15min 后 , 取 上清液 200m L , 测定悬浮物含量 。 实验结果见表 2 。
15 30 60 90 120 150 82 .0 73 .5 54.0 65 .5 66 .5 69.5
搅拌能使混凝剂均匀分散在悬浮液中 , 从而更 好地发挥其混凝作用 。从表 7 可以看出 , 搅拌强度 过小 , 因为混凝剂和固体颗粒不能充分接触 , 不利 于混凝剂捕集胶体颗粒 , 而且混凝剂浓度分布也不 均匀 , 不利于发挥混凝剂的作用 ;搅拌强度过大 , 会 将大颗粒的固体搅碎变成小颗粒 , 将能够沉淀的颗 粒搅碎 , 使沉速过漫 。因而 , 实验中确定的最佳搅 拌强度为 150r/ min , 下面考虑了搅 拌时间对混凝 效果的影响 , 从表 8 可以看到 , 随着搅拌时间的延 长 , 悬浮物逐渐变少 , 但到一定程度悬浮物含量会 有所增大 。这是因为随着搅拌时间的延长 , 絮凝体 系的混合均匀性增加 , 当体系达到 完全混合均匀
表 3 2#药剂用药量的确定/ (mg·L -1)
原水
2 #用药 量/ mL
0 .05
0 .10
0 .15
0 .20
0 .25
1 10 0 .0 1 08 5 .0 1 62 5 .5
12 1 .0 11 5 .0 117 .25
11 0 .5 11 2 .0 11 4 .0
96 .5 93 .5 105 .5
由表 4 可见 , 随 PAM 用量的 增加 , 水样 中的 悬浮物含量逐渐减少 , 当用量达到一定值时 , 出现 峰值 , 再增加用量时 , 混凝效果反而下降 , 有时会使 所形成的絮体重新变成稳定的胶体 , 造成胶体的再 稳 。 故本实验 PAM 的最佳用量为 0 .40m L 。
973 .0
99 .0 81 .25 77 .5 90 .75 89 .0
表 5 静置时间的确定/(mg·L -1)
静置时间/min 10 15 20 25 30 40 原水
悬浮物
69 .0 49 .5 35 .5 33 .0 32 .5 31 .0 608 .0
由表 5 可知 , 静置时间过短 , 由于不利于混凝 药剂发挥作用 , 沉降效果差 , 随静置时间的增长 , 悬 浮物逐渐减少并趋于稳定 , 当体系达到稳定时 , 再 延长静置时间也无意义 。 故确定最佳沉降时间为
617 .75
47 .0 42 .5 39 .0 37 .5 34 .0 32 .5 30.0 25.5 39.0 48.5 50.5
897 .5
61 .5 54 .5 51 .0 49 .0 45 .5 42 .0 39.0 32.0 36.0 41.5 58.0
2 .1 .3 沉降时间的确定 取原水 300m L , 加入 2 #药剂 0 .15m L , 加入 PAM0 .40m L , 每次加药后 搅拌 1min , 搅拌强度为 120r/min , 静置时间 15min 后 , 取上清液 200mL , 测定其悬浮物含量 。 实验结 果见表 5 。
3# 47 .00 60 .20 55 .50
4# 1 4 .25 2 4 .50 1 6 .75
由表 3 可以看出随着 2 #药剂加入量的增大 , 悬浮物去除效果也 迅速提高 , 加入量增至一 定量 时 , 混凝效果最好 , 随用量的进一步增加 , 悬浮物去 除效果呈下降趋势 。 因为 2 #药剂成分 为氯化铝 钙 , 当用量较小时 , 水样中的胶体未被破坏 , 不易形
收稿日期 2003 -04 -22
— 18 —
高炉煤气洗涤水处理方法的研究 陈 苏
表 2 4 种药剂处理后水样的悬浮 物情况/ mg·L -1
序号 原水 1 617.75 2 869.25 3 847.00
1# 34 .75 46 .80 41 .50
2# 1 2 .75 1 8 .25 1 1 .25
环境保护科学 第 29 卷 总第 119 期 2003 年 10 月
高炉煤气洗涤水处理方法的研究
Research on Treatment of Washing Water for Blast Furnace Gas
陈 苏 刘梅英 苏永渤 (东北大学化学系 沈阳 110004) 王 会 (沈阳环境科学研究院) 赵世礼 (沈阳市气源开发公司)
11 0 .75 11 2 .5 12 5 .75
12 0 .0 127 .75 12 9 .0
成絮状体沉降下来 , 但当其用量过多时 , 又因形成 氢氧化铝胶体 , 使去除悬浮物更加困难 。 因此 , 掌 握适度的混凝剂用量尤为关键 。通过上述实验确 定 2 #药剂用量为 0 .15mL 。 2 .1 .2 PAM 用药量的确定 取原 水 300m L , 加入 2 #药剂 0 .15mL , 加入不同用量的 PAM , 每 次加药后搅拌 1min , 搅拌强度为 120r/ min , 静置时 间 15min 后 , 取 上清 液 200mL , 测定 其悬 浮物 含 量 。 实验结果见表 4 。
摘要 采用无机混凝剂与有机高分子混凝剂配合使用处理煤 气洗涤 废水的 方法 , 对本溪 钢铁公 司五号 高炉煤 气洗涤 废水进行了分析研究 。 通过混凝剂筛选实验 , 确定以氯 化铝钙和聚丙烯酰胺作为处理药剂 ;同时研究了 影响混凝 沉降的各 种因素并进行了混凝沉降实验 。 综合考虑处理效果和药剂费 用等各 方面因 素 , 通 过正交 实验确定 了最佳 实验条 件 。 经过 一个多月的现场运行实践表明 , 处理效果良好 。
Keywords Washing Water for Blast Furnace Gas Sewage Disposal Coagulator
1 煤气洗涤水的组成
本次实验采用本溪钢铁公司五号高炉煤气洗 涤废水作为研究对象 , 其水呈红黑色 , 显弱碱性 , 其 组成成分见表 1 。
项目 SS
硬度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由表 1 可见 , 构成煤气洗涤水的主要污染物是 悬浮物 , 该类废水具有一定的胶体性质 。
2 实验方法
2 .1 混凝剂的选择 对于本钢五 号高炉煤气洗涤 水 , 要 想使出水
SS ≤80mg/ L , 仅靠物理沉淀与过滤是很难达到的 , 必须采取有效的化学混凝手段加以实现 。另外 , 由 于高炉煤气洗涤水中的成分复杂 , 对混凝机理的要 求亦不相同 。混凝剂的筛选采用实验室选择 , 无机
由表 2 可以看出 2 #混凝剂处理效果最佳 , 通 过经济分析 , 2 #混凝剂价格便宜 , 因此采用 2 #混 凝剂来处理煤气洗涤水 。 2 .1 .1 2 #混 凝 剂 用 量 的 确 定 取 原 水 300m L , 加 入 不 同 用 量 的 2 #药 剂 , 加 入 PAM 0 .15mL , 每次加药后搅拌 1min , 搅拌强度为 120r/ min , 静置 15min 后 , 取上清液 200m L , 测定其悬浮 物含量 。 实验结果见表 3 。
1 87 6 .5
178.0 178.5 149 .0 153.5 163 .75
表 4 PAM 用 药量的确定/ (mg·L -1)
原水 PAM 用量/ mL 0.05 0.10 0.20 0.25 0.30 0 .35 0 .40 0 .45 0 .50 0 .55
847 .0
57 .0 51 .5 47 .0 45 .0 43 .5 39 .0 37.0 33.5 39.5 44.0 52.5
150 .5 110 .0 70 .0 75 .75 88 .0 120 .5 788 .0
从表 6 可见 , 当选择的 pH 值偏低或偏高时 , 混凝效果降低 , 不易形成絮凝沉淀 , 甚至使已经形 成的絮凝体重新变成胶体溶液 。考虑到原水的 pH 值在 7 .5 ～ 8 .1 范围内 , 故确定最佳的 pH 值范围 在 7 ～ 8 之间 , 在处理 水样时不需调节 水样的 pH 值。 2 .1 .5 搅拌强度及搅拌时间的确定 搅拌强度 和搅拌时间选择得恰当 , 可以加速混凝过程 , 有利 于混凝 剂发挥作用 , 提高混凝效果 。 我们取原水 300m L , 加 入 2 # 药 剂 0 .15m L , 加 入 PAM 0 .40mL , 每次加药后搅拌 1min , 采 用不同的搅拌 强度 , 静 置时间 20min 后 , 取上清液 200mL , 测定 其悬浮物含量 , 待确定适宜的搅拌强度后 , 其余条 件固定不变 , 采用不同的搅拌时间 , 测定其悬浮物 。 实验结果见表 7 、8 。
关键词 高炉煤气洗涤水 污水处理 混凝剂
Abstract We study the washing wa ter fo r blast furnace g as of N o .5 blast -furnace of Benxi Iro n and Steel Company and take the inorg anic co ag ulator and org anic high molecular flocculant together to deal with w ashing water for blast furnace gas.We pick up aluminum and calcium poly mer , polyacrylamide as medicine and research the influential facto rs of the coagulation sediementation though tests o f them .Best experimental condition is defined throug h no rmal ex periment.M ore than a month practical application implies tha t the medicine has ex cellent efficiency in wa ter disposal .
含量 516～ 2400 200～ 400
表 1 本钢五号高炉煤气洗涤水的成份/(mg·L -1)
水温/ ℃
pH
碱
油 藻类/(万个·mL -1)粒度/ μm
电位/ V
50 ～ 60 7 .5 ～ 8.1 140 ～ 300 9 .0～ 13.65
9 .0
<100 85 % -0.13 ～ 0.15
环境保护科学 第 29 卷 总第 119 期 2003 年 10 月
表 6 pH 值范围的确定/ (mg·L -1)
pH 值 5
6
7
8
9
10 原水
188 .0 95 .5 67 .25 69 .0 85 .5 113 .5 942 .5
103 .0 99 .0 71 .0 76 .5 82 .5 124 .0 851 .5
表 7 搅拌强度的确定/(mg·L -1)
搅拌强度/ m in 30 60 90 120 150 180 210
悬浮物 143.5 86 .0 75.0 72 .5 53 .5 62.0 65.5
＊原水 SS 为 974 .5/(mg·L -1)
表 8 搅拌时间的确定/(mg·L -1)
搅拌时间/ s 悬浮物
20min 。 2 .1 .4 pH 值范围的确定 在混凝过程中 , 各种 药剂都有其适宜的 pH 值存在 。 因为 pH 值的高低 不仅直接影响着污染物存在的形态和表面性质 , 而 且还影响混凝剂的水解平衡及产物的存在形态和 存在时间 。
取原水 300m L , 用盐酸及氢氧化钠溶液 调节 水样 pH 值不同范围 , 加入 2 #药剂 0 .15mL , 加入 PAM 0 .40mL , 每次加药后搅拌 1min , 搅 拌强度为 120r/ min , 静 置时间 20min 后 , 取 上清液 200m L , 测定其悬浮物含量 。实验结果见表 6 。
混凝剂聚合硫酸铁 、氯化铝钙 、氯化铁 、聚合氯化铝 (以上 4 种药剂 分别简称为 1 #、2 #、3 #、4 #药 剂 , 其浓度均为 10 %), 分别与有机混凝剂 0 .1 %的 聚丙 烯酰 胺(PA M )配 合 使 用 处理 本 钢 五号 高 炉 煤 气洗涤水 。
取原 水 300mL , 加 入 无 机 混 凝剂 0 .10m L , PAM 0 .15mL , 每次加药后搅拌 1min , 搅 拌强度为 120r/ min , 静 置时间 15min 后 , 取 上清液 200m L , 测定悬浮物含量 。 实验结果见表 2 。
15 30 60 90 120 150 82 .0 73 .5 54.0 65 .5 66 .5 69.5
搅拌能使混凝剂均匀分散在悬浮液中 , 从而更 好地发挥其混凝作用 。从表 7 可以看出 , 搅拌强度 过小 , 因为混凝剂和固体颗粒不能充分接触 , 不利 于混凝剂捕集胶体颗粒 , 而且混凝剂浓度分布也不 均匀 , 不利于发挥混凝剂的作用 ;搅拌强度过大 , 会 将大颗粒的固体搅碎变成小颗粒 , 将能够沉淀的颗 粒搅碎 , 使沉速过漫 。因而 , 实验中确定的最佳搅 拌强度为 150r/ min , 下面考虑了搅 拌时间对混凝 效果的影响 , 从表 8 可以看到 , 随着搅拌时间的延 长 , 悬浮物逐渐变少 , 但到一定程度悬浮物含量会 有所增大 。这是因为随着搅拌时间的延长 , 絮凝体 系的混合均匀性增加 , 当体系达到 完全混合均匀
表 3 2#药剂用药量的确定/ (mg·L -1)
原水
2 #用药 量/ mL
0 .05
0 .10
0 .15
0 .20
0 .25
1 10 0 .0 1 08 5 .0 1 62 5 .5
12 1 .0 11 5 .0 117 .25
11 0 .5 11 2 .0 11 4 .0
96 .5 93 .5 105 .5
由表 4 可见 , 随 PAM 用量的 增加 , 水样 中的 悬浮物含量逐渐减少 , 当用量达到一定值时 , 出现 峰值 , 再增加用量时 , 混凝效果反而下降 , 有时会使 所形成的絮体重新变成稳定的胶体 , 造成胶体的再 稳 。 故本实验 PAM 的最佳用量为 0 .40m L 。
973 .0
99 .0 81 .25 77 .5 90 .75 89 .0
表 5 静置时间的确定/(mg·L -1)
静置时间/min 10 15 20 25 30 40 原水
悬浮物
69 .0 49 .5 35 .5 33 .0 32 .5 31 .0 608 .0
由表 5 可知 , 静置时间过短 , 由于不利于混凝 药剂发挥作用 , 沉降效果差 , 随静置时间的增长 , 悬 浮物逐渐减少并趋于稳定 , 当体系达到稳定时 , 再 延长静置时间也无意义 。 故确定最佳沉降时间为
617 .75
47 .0 42 .5 39 .0 37 .5 34 .0 32 .5 30.0 25.5 39.0 48.5 50.5
897 .5
61 .5 54 .5 51 .0 49 .0 45 .5 42 .0 39.0 32.0 36.0 41.5 58.0
2 .1 .3 沉降时间的确定 取原水 300m L , 加入 2 #药剂 0 .15m L , 加入 PAM0 .40m L , 每次加药后 搅拌 1min , 搅拌强度为 120r/min , 静置时间 15min 后 , 取上清液 200mL , 测定其悬浮物含量 。 实验结 果见表 5 。
3# 47 .00 60 .20 55 .50
4# 1 4 .25 2 4 .50 1 6 .75
由表 3 可以看出随着 2 #药剂加入量的增大 , 悬浮物去除效果也 迅速提高 , 加入量增至一 定量 时 , 混凝效果最好 , 随用量的进一步增加 , 悬浮物去 除效果呈下降趋势 。 因为 2 #药剂成分 为氯化铝 钙 , 当用量较小时 , 水样中的胶体未被破坏 , 不易形
收稿日期 2003 -04 -22
— 18 —
高炉煤气洗涤水处理方法的研究 陈 苏
表 2 4 种药剂处理后水样的悬浮 物情况/ mg·L -1
序号 原水 1 617.75 2 869.25 3 847.00
1# 34 .75 46 .80 41 .50
2# 1 2 .75 1 8 .25 1 1 .25
环境保护科学 第 29 卷 总第 119 期 2003 年 10 月
高炉煤气洗涤水处理方法的研究
Research on Treatment of Washing Water for Blast Furnace Gas
陈 苏 刘梅英 苏永渤 (东北大学化学系 沈阳 110004) 王 会 (沈阳环境科学研究院) 赵世礼 (沈阳市气源开发公司)
11 0 .75 11 2 .5 12 5 .75
12 0 .0 127 .75 12 9 .0
成絮状体沉降下来 , 但当其用量过多时 , 又因形成 氢氧化铝胶体 , 使去除悬浮物更加困难 。 因此 , 掌 握适度的混凝剂用量尤为关键 。通过上述实验确 定 2 #药剂用量为 0 .15mL 。 2 .1 .2 PAM 用药量的确定 取原 水 300m L , 加入 2 #药剂 0 .15mL , 加入不同用量的 PAM , 每 次加药后搅拌 1min , 搅拌强度为 120r/ min , 静置时 间 15min 后 , 取 上清 液 200mL , 测定 其悬 浮物 含 量 。 实验结果见表 4 。
摘要 采用无机混凝剂与有机高分子混凝剂配合使用处理煤 气洗涤 废水的 方法 , 对本溪 钢铁公 司五号 高炉煤 气洗涤 废水进行了分析研究 。 通过混凝剂筛选实验 , 确定以氯 化铝钙和聚丙烯酰胺作为处理药剂 ;同时研究了 影响混凝 沉降的各 种因素并进行了混凝沉降实验 。 综合考虑处理效果和药剂费 用等各 方面因 素 , 通 过正交 实验确定 了最佳 实验条 件 。 经过 一个多月的现场运行实践表明 , 处理效果良好 。
Keywords Washing Water for Blast Furnace Gas Sewage Disposal Coagulator
1 煤气洗涤水的组成
本次实验采用本溪钢铁公司五号高炉煤气洗 涤废水作为研究对象 , 其水呈红黑色 , 显弱碱性 , 其 组成成分见表 1 。
项目 SS
硬度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由表 1 可见 , 构成煤气洗涤水的主要污染物是 悬浮物 , 该类废水具有一定的胶体性质 。
2 实验方法
2 .1 混凝剂的选择 对于本钢五 号高炉煤气洗涤 水 , 要 想使出水
SS ≤80mg/ L , 仅靠物理沉淀与过滤是很难达到的 , 必须采取有效的化学混凝手段加以实现 。另外 , 由 于高炉煤气洗涤水中的成分复杂 , 对混凝机理的要 求亦不相同 。混凝剂的筛选采用实验室选择 , 无机
由表 2 可以看出 2 #混凝剂处理效果最佳 , 通 过经济分析 , 2 #混凝剂价格便宜 , 因此采用 2 #混 凝剂来处理煤气洗涤水 。 2 .1 .1 2 #混 凝 剂 用 量 的 确 定 取 原 水 300m L , 加 入 不 同 用 量 的 2 #药 剂 , 加 入 PAM 0 .15mL , 每次加药后搅拌 1min , 搅拌强度为 120r/ min , 静置 15min 后 , 取上清液 200m L , 测定其悬浮 物含量 。 实验结果见表 3 。
1 87 6 .5
178.0 178.5 149 .0 153.5 163 .75
表 4 PAM 用 药量的确定/ (mg·L -1)
原水 PAM 用量/ mL 0.05 0.10 0.20 0.25 0.30 0 .35 0 .40 0 .45 0 .50 0 .55
847 .0
57 .0 51 .5 47 .0 45 .0 43 .5 39 .0 37.0 33.5 39.5 44.0 52.5
150 .5 110 .0 70 .0 75 .75 88 .0 120 .5 788 .0
从表 6 可见 , 当选择的 pH 值偏低或偏高时 , 混凝效果降低 , 不易形成絮凝沉淀 , 甚至使已经形 成的絮凝体重新变成胶体溶液 。考虑到原水的 pH 值在 7 .5 ～ 8 .1 范围内 , 故确定最佳的 pH 值范围 在 7 ～ 8 之间 , 在处理 水样时不需调节 水样的 pH 值。 2 .1 .5 搅拌强度及搅拌时间的确定 搅拌强度 和搅拌时间选择得恰当 , 可以加速混凝过程 , 有利 于混凝 剂发挥作用 , 提高混凝效果 。 我们取原水 300m L , 加 入 2 # 药 剂 0 .15m L , 加 入 PAM 0 .40mL , 每次加药后搅拌 1min , 采 用不同的搅拌 强度 , 静 置时间 20min 后 , 取上清液 200mL , 测定 其悬浮物含量 , 待确定适宜的搅拌强度后 , 其余条 件固定不变 , 采用不同的搅拌时间 , 测定其悬浮物 。 实验结果见表 7 、8 。
关键词 高炉煤气洗涤水 污水处理 混凝剂
Abstract We study the washing wa ter fo r blast furnace g as of N o .5 blast -furnace of Benxi Iro n and Steel Company and take the inorg anic co ag ulator and org anic high molecular flocculant together to deal with w ashing water for blast furnace gas.We pick up aluminum and calcium poly mer , polyacrylamide as medicine and research the influential facto rs of the coagulation sediementation though tests o f them .Best experimental condition is defined throug h no rmal ex periment.M ore than a month practical application implies tha t the medicine has ex cellent efficiency in wa ter disposal .
含量 516～ 2400 200～ 400
表 1 本钢五号高炉煤气洗涤水的成份/(mg·L -1)
水温/ ℃
pH
碱
油 藻类/(万个·mL -1)粒度/ μm
电位/ V
50 ～ 60 7 .5 ～ 8.1 140 ～ 300 9 .0～ 13.65
9 .0
<100 85 % -0.13 ～ 0.15