废纸浆与硫酸铝联用强化混凝沉淀效果研究
时间：2021-02-05 20:00:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：使用硫酸铝与废纸浆混凝处理地表水，研究废纸浆对地表水混凝沉淀效果的强化作用。结果表明，当地表水浊度为14.7～21.8 NTU，水温为12～14℃时，先投加20 mg/L的硫酸铝，以200 r/ min搅拌1 min后，再投加20 mg/L的废纸浆，以100 r/min搅拌5 min、50 r/min搅拌10 min，沉淀20 min后出水的浊度为1.37～2.03 NTU，优于单独使用硫酸铝的处理效果。同时，废纸浆的使用还能加快絮体沉降速度，降低出水的CODMn和余铝含量，起到强化硫酸铝混凝沉淀效果的作用。该方法既可为新型混凝剂的研制提供参考，也为废纸浆的高值化利用拓宽思路。
关键词：废纸浆；硫酸铝；混凝沉淀
中图分类号：TS721
文献标识码：A
DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2018.04.007
Abstract：The treatment effect of surface water through coagulation and sedimentation experiment by combining application of aluminum sulfate and recycled fibers was studied. The enhanced coagulation sedimentation function of recycled fibers was also discussed. The experimental results demonstrated that when the raw water′s turbidity was 14.7～21.8 NTU and temperature was 12～14℃， adding aluminum sulfate with the dosage was 20 mg/L and stiring for 1 min at 200 r/ min， then adding 20 mg/L of recycled fibers and stirring at 100 r/min for 5 min at 50 r/min for 10 min， sedimentation for 20 min， the turbidity of the effluent was 1.37～2.03 NTU， which was improved more than 50% compared with the use of aluminum sulfate alone. The application of recycled fibers not only could increase the settling rate of flocs， but also reduce CODMn and residual aluminum， enhance the coagulation and sedimentation.
Key words：recycled fiber； aluminum sulfate； coagulation and sedimentation
廢纸回收与利用是造纸行业发展循环经济的必然趋势，我国的废纸浆生产规模逐年上升，2015年更是达到6338万t [1]。除造纸外，为拓宽应用领域并实现高值化利用，废纸浆还被用于制备净水吸附剂[2]、高吸水性树脂[3]和复合材料[4]等方面的研究，较之用于制造某些纸产品具有更广阔的发展前景。
混凝沉淀是最常用的水处理技术，其处理效果与混凝剂的种类密切相关。常用的无机混凝剂（如硫酸铝等）经常存在投药量大，铝、铁等残余成分易超标等问题[5]，而使用聚丙烯酰胺（PAM）等人工合成高分子絮凝剂虽然净水效果好，但PAM的价格昂贵，且产品中夹杂的丙烯酰胺具有强烈的神经毒性[6]，易造成卫生安全隐患。因此，研制高效安全的净水混凝剂一直是科研人员关注的热点。谢菁等人[7]将聚合氯化铝和三氯化铁复配用于处理低浊水，可获得良好的浊度和余铝去除效果。毛玉红等人[8]通过混凝实验发现，投加壳聚糖有助于降低混凝剂用量。因此，将不同药剂联合使用以增强混凝沉淀处理效果是可行的。
废纸浆的主要成分是纤维，具有价廉、可降解、无毒、无污染等特点[9]，被广泛应用于制备各种功能化材料[10-11]。因此，本课题拟采用废纸浆与硫酸铝来处理地表水以降低其浊度和CODMn，并研究废纸浆的使用条件和强化混凝沉淀处理效果，以期为研制高效安全的水处理混凝剂提供参考，也为实现废纸浆的高值化利用和应用领域的拓宽提出新思路。
1 实 验
1.1 实验材料、药剂与仪器
以废旧箱纸板作为原料，制成废纸浆。将废纸浆配制成5 g/L的纤维悬浮液。所用地表水浊度为14.7～21.8 NTU，水温为12～14℃，CODMn（化学需氧量）为4.5～5.2 mg/L。使用的药剂包括硫酸铝（分析纯），高锰酸钾（分析纯）、草酸钠（分析纯）、硫酸（98%）等。使用的仪器包括JJ-4A六联数显同步电动搅拌器、SGZ-2P微机浊度仪、PHS-25 pH计、Thermo Flsher ICE3300原子吸收光谱仪等。
1.2 实验方法
取6个烧杯分别加入一定量的地表水，置于六联电动搅拌器上，加入一定量的硫酸铝，以200 r/min转速快速搅拌1 min，再加入一定量的废纸浆，以100 r/min转速搅拌5 min、50 r /min转速搅拌10 min，完成后静置沉淀20 min，取上层清液测定浊度、CODMn、余铝等指标。浊度采用微机浊度仪测定，CODMn采用高锰酸盐法测定，余铝采用石墨炉原子吸收分光光度法测定。
