強化混凝處理碎煤加壓氣化廢水生化出水中有機物的實驗研究

岳子明，安洪光，劉俊峰，張文博

(大唐國際化工技術研究院有限公司，北京 100070)

目前，碎煤加壓氣化廢水經過常規生化工藝處理后，水中仍然含有一定量的懸浮物、有機物等物質，尤其是水中的有機物會影響后續處理工藝(如微濾、超濾等)的運行［1］，因此，需要研究降低水中有機物的措施。

目前，常用的深度處理技術主要有強化混凝技術、臭氧活性炭技術、生物活性炭技術、光催化氧化技術、膜過濾技術等［2］，其中強化混凝技術具有設備簡單、技術要求不高、成本低等優點，在去除有機物方面，是常用的重要措施之一［3］，可有效去除水中的有機物［4］。黃曉東等［5］對微污染水庫水的研究表明，與常規混凝加藥量相比，通過增加聚合氯化鋁量，水中有機物TOC的去除率可提高24%。

本研究以國內某廠碎煤加壓氣化廢水為原水，以課題研發的“活性焦吸附+生化處理”工藝中的生化出水作為實驗用水，考察強化混凝技術對有機物去除的影響規律。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鐵(PFC)均為工業品;碎煤加壓氣化廢水生化處理出水水質見表1。

MY 3000-6混凝實驗攪拌儀;Phoenix-8000 TOC測定儀。

表1 實驗用水水質Table 1 Water quality of experiment

1.2 實驗方法

1 000 mL水樣中投加一定量混凝劑，將其放入混凝實驗攪拌儀中，在混合轉速100 r/min條件下攪拌1 min，然后在反應轉速60 r/min條件下攪拌30 min，自由沉降30 min。取混凝上清水進行TOC、UV254分析。

2 結果與討論

2.1 混凝劑投加量對去除有機物的影響

PFC、PAC 不同加藥量時，出水 TOC、UV254見圖1。

由圖1可知，隨著混凝劑投加量的增加，有機物(TOC)的去除率也隨之提高，在PAC和PFC投加量為150 mg/L時，TOC的去除率分別為 42.8%，52.1%，對 UV254的去除率分別為 45.1%，60.1%。采用強化混凝工藝可明顯提高水中有機物的去除率，PFC的效果優于PAC，主要是因為鐵的原子量要高于鋁的原子量，所以在添加同等藥劑量時，鐵鹽產生的氫氧化鐵的重量比鋁鹽產生的氫氧化鋁重量高。

圖1 混凝劑投加量對去除有機物的影響Fig.1 Influence of coagulation concentration on theorganic matter

2.2 混凝水力條件對混凝劑去除有機物的影響

分別對PFC、PAC加藥量為150 mg/L時，以混合轉速、混合時間、反應轉速、反應時間為影響因素，以混凝沉降30 min后上清液中TOC為評價指標，進行正交實驗，因素水平見表2，實驗結果見表3、表4。

表2 混凝水力條件實驗表Table 2 Table of the hydrodynamic conditions in the coagulation experiment

表3 聚合氯化鐵水力條件正交實驗結果Table 3 Result of the hydrodynamic conditions in the PFC experiment

表4 聚合氯化鋁水力條件正交實驗結果Table 4 Result of the hydrodynamic conditions in the PAC experiment

由表3可知，最優混凝水力條件為A2B3C3D2，即混合轉速100 r/min，混合時間3 min，反應轉速60 r/min，反應時間 30 min。

由表4可知，最優混凝水力條件為A2B1C3D2，即混合轉速100 r/min，混合時間0.5 min，反應轉速60 r/min，反應時間 30 min。

3 結論

(1)碎煤加壓氣化廢水生化處理出水采用強化混凝工藝，可降低水中的有機物，隨著加藥量的增加，有機物的去除率升高，并且使用PFC的效果要優于PAC效果。

(2)不同混凝劑的最優混凝水力條件稍有不同，采用PFC時，最優混凝水力條件為混合轉速100 r/min，混合時間3 min，反應轉速60 r/min，反應時間30 min;采用PAC時，最優混凝水力條件為混合轉速 100 r/min，混合時間 0.5 min，反應轉速60 r/min，反應時間 30 min。

［1］張廣超，董付彩，惠云珍，等.碎煤加壓氣化廢水的處理工藝及技術進展［J］.化肥設計，2011，49(3):30-33.

［2］徐佩瑤，侯素霞，王淑娜.煤加壓氣化廢水處理方法的現狀及展望［J］.燃料與化工，2006，37(2):31-35.

［3］游曉宏，陳曉瓊.混凝技術及其發展［J］.工業水處理，2002，22(11):7-9.

［4］James K E，John E T.Enhanced coagulation:US requirements and a broader view［J］.Water Science and Technology，1999，40(9):63-70.

［5］黃曉東，孫偉，莊漢平，等.強化混凝處理微污染原水［J］.中國給排水，2002，18(12):45-47.