多烯多胺接枝絮凝剂处理工业废水的应用

王玉柱

（安徽省化工研究院，安徽合肥230041）

多烯多胺接枝絮凝剂处理工业废水的应用

王玉柱

（安徽省化工研究院，安徽合肥230041）

通过实验研究了三种合成接枝絮凝剂在工业废水处理中的性能，确定三乙烯四胺接枝絮凝剂为最佳絮凝剂。实验结果表明：当保持pH值不变，废水CODCr浓度在300mg/L时三乙烯四胺接枝絮凝剂的处理效果最好，达到CODCr去除率为50.02%、透光率为97.3%的处理效果，处理后的废水可达到国家综合污水排放二级标准。

絮凝剂；工业废水；三乙烯四胺；CODCr；透光率

随着工业的快速发展，水环境的污染日趋严重，直接威胁到人类的生存环境。据统计，全球有4200亿m3/年的污水排入河流，致使约55000亿m3的水体受到污染。工业污水含污染物种类多，成分复杂，处理较难，而以往的活性污泥法、气浮法、萃取法等传统的处理方法已经远远不能满足需求，继而出现了絮凝法处理技术[1-3]。由于操作简单、高效,絮凝法处理污水技术已得到广泛应用，其中，应用最为广泛的是聚丙烯酰胺（PAM），美国、日本已经取得了60%的市场占有率，并保持6.5%的年消费增长率[4-5]。目前，阳离子絮凝剂在国外已占合成絮凝剂总量的80%，在国内，二十世纪70年代才开始使用，现在已开发出了多种品种。高效、低成本的絮凝剂新产品的开发，对提高国内污水处理依然具有十分重要的意义[6-7]。

1　絮凝剂作用机理

絮凝作用分为凝聚和絮凝两种过程。目前对絮凝机理的解释主要有双电层压缩、吸附电中和、吸附架桥作用三种[8]。

（1）双电层压缩机理：通过在胶体分散系加入电解质，增强溶液中反离子强度，致使扩散层厚度减小，从而达到降低ζ电位的作用。

（2）电中和作用：胶粒表面对异电荷离子、胶体粒子或高分子异电荷产生强烈的吸附作用，降低相互之间排斥力，达到胶粒之间互相吸附的目的。

（3）架桥作用：两个同号胶粒通过一个异号胶粒连接，当一个絮凝剂分子碰撞一个胶粒后，吸附其活性基团，剩下的其它活性基团则朝外伸向水体中，从而起到架桥作用[9]。絮凝过程同时存在物理、化学反应，影响絮凝效果的因素有胶粒种类、大小、浓度、pH值、温度、搅拌速度等[10]。

2　实验部分

2.1水样特性及组成

水样来源于某焦化厂，具有高污染浓度、高色度、毒性大等特点。由于原水样浓度极大，不在标准规定的CODCr测定范围内，故将水样稀释10倍后进行实验，稀释后的水样CODCr为553.809 mg/L，透光率为3.1%。

2.2试剂和仪器

K2Cr2O7，（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O，Ag2SO4，FeSO4，邻菲啰啉，高岭土，蒸馏水。ISO9001电子天平，精密pH计。

2.3实验方法

（1）首先用十六烷基三甲基溴化铵溶液除去水样中深色度不透明的物质，配制0.1%聚丙烯酰胺100mL和1%十六烷基三甲基溴化铵溶液（CTAB）100mL。

（2）分别合成乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺接枝絮凝剂5mL溶于十六烷基三甲基溴化铵溶液中。

（3）取若干份废水100mL于烧杯中，预处理后加入CTAB搅拌，10min后加入定量合成絮凝剂，搅拌5min后过滤，测定滤液的COD与色度。

3　结果与讨论

分别对不同的CTAB加入量，乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺三种不同合成接枝絮凝剂对废水处理效果及不同浓度废水的去除效果进行了实验研究。

首先进行水样预处理后向5个烧杯中分别加入100mL水样，依次加入1.0～5.0mL CTAB，快速搅拌5min后加入2mL三乙烯四胺，缓慢搅拌10min后过滤测定，结果如表1所示。

表1　不同CTAB的加入量对处理效果的影响

预处理后水样分别加入4个100mL烧杯中，依次加入CTAB 3.0mL，快速搅拌5min后，分别加入聚丙烯酰胺溶液（PAM）、三乙烯四胺接枝絮凝剂（TPAM）、乙二胺接枝絮凝剂（EPAM）、二乙烯三胺接枝絮凝剂（DPAM）溶液各2mL，缓慢搅拌10min后过滤测定，结果如表2所示。

表2　不同合成接枝絮凝剂对处理效果的影响

分别将原水样稀释4、5、10、15、20、25倍后各取100mL加入烧杯，分别加入CTAB3.0mL，快速搅拌5min后加入三乙烯四胺接枝絮凝，缓慢搅拌10min后过滤测定，结果如表3所示。

表3　对不同浓度水样处理效果

由表2可以看出：当废水CODCr浓度在300～500mg/L，保持pH不变的条件下，CTAB加入量为3mL，加入三乙烯四胺接枝絮凝剂约为2mL时废水的处理效果最好，可以去除废水中的刺激性气味，CODCr去除率为54.27%，透光率为94.9%。因为焦化废水会带负电荷，加入TPAM致使胺基团水解后带正电荷，可中和水样的负电荷。合成的絮凝剂对该水样具有良好的去除效果，经处理后可达到国家污水综合排放（GB16899-1996）的二级标准。

4　结论

通过以某焦化厂废水为水样，对三种合成接枝絮凝剂处理废水的性能进行了测试。结果表明：合成的三种絮凝剂中三乙烯四胺接枝絮凝剂处理废水效果较好，且当废水CODCr浓度在300mg/L时处理效果最好，处理后的废水CODCr去除率为54.27%，透光率可达到94.9%，合成接枝絮凝剂处理废水有良好的去除效果。

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Application of Ene-amine Graft Flocculant in the Treatment of Industrial Wastewater

WANG Yu-zhu
（Anhui Research Institute ofChemical Industry，Hefei 230041，China）

Through experiments ofthree synthetic graft flocculants in industrial wastewater removal performance of triethylene tetramine grafting flocculant for the best flocculant and its application concentration range is determined.Experimental results show that when the pH was maintained constant，wastewater CODCrconcentration 300mg/L，when triethylenetetramine graftingflocculant treatment effect best removal wastewater excitant odour，CODCrremoval rate for 50.02%，the transmittance for the treatment effect of 97.3%，the treated wastewater up to the national integrated wastewater discharge standard of secondary，with good removal performance.

flocculant；industrial wastewater；three ethylene four amine；CODCr；light transmittance

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.04.031

X703

A

1008-553X（2016）04-0088-02

2016-03-30

王玉柱（1983-），男，毕业于合肥工业大学化工学院，工程师，从事环境影响评价工作，13395693980，0551-65853166，94139356@qq.com。