絮凝剂在餐饮废水处理中的应用

    餐饮废水的悬浮杂质分为以高分子脂类及其衍生物为主的油类和蔬菜碎粒、不溶性蛋白、纤维质态的非溶解性有机物两类。废水中以油类为主，导致水的CODcr值较高。因此处理餐饮废水的关键在于除油，为此本文采用絮凝法对餐饮废水进行絮凝破乳。

1 絮凝原理

　　餐饮废水中污染物主要以胶体形式存在。胶体本身既具有巨大的表面自由能、有较大的吸附能力，又具有布郎运动的特性，从而颗粒间有较多碰撞的机会，似乎可以粘附聚合成大的颗粒，然后受重力作用而下沉。但是由于同类的胶体微粒带着同性的电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大颗粒；其次，带电荷的胶粒和反离子与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，也阻碍各胶粒的聚合。投加铝盐等无机盐后，发生金属离子水解和聚合反应过程，被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩双电层、降低ζ电位，使胶粒间最大排斥能降低，从而使胶粒脱稳。


　　使用无机盐絮凝剂处理的同时，有机高分子也常作絮凝剂使用。高分子絮凝剂有较好的架桥和吸附作用，和无机盐絮凝剂共同使用可以加快反应速度，提高处理效果。

2 实验方法

　　絮凝剂配成1g/L的溶液。烧杯搅拌实验在磁力搅拌器上进行，每次实验水样为200mL，水样取自某星级宾馆的餐饮废水，经初沉后用0.1mol/L稀盐酸和0.1mol/L氢氧化钠精确调pH值到要求值。操作程序为：在快速搅拌下投加絮凝剂反应2min后，改变搅拌速度为慢速，继续搅拌10min，静沉20min后，距上液面约5cm处吸取部分上清液测定剩余浊度及CODcr[2]。

3 结果与讨论

3.1 絮凝剂的选择

　　各种絮凝剂的用量为2mL，试验温度为22～29℃，取絮凝处理后的上清液，测定CODcr及浊度，结果见表1。
 

　　从表1可以看出，分别采用碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铝钾+聚丙烯酰胺处理餐饮废水，其中硫酸铝钾+聚丙烯酰胺去除废水CODcr效果最好，这说明单独使用一种无机盐作絮凝剂，效果不如复合絮凝剂使用效果好，为此选用硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作絮凝剂。


3.2 絮凝条件的优化

　　确定了硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作为絮凝剂后，对最佳絮凝条件进行摸索试验。

　　从图1中可看出，随着加药量的增加，絮凝后浊度呈现先增加，后降低，再增加的趋势，说明加药量不是越多越好，其最佳投药量为：200mL水样加入3.2mL硫酸铝钾+聚丙烯酰胺。确定了最佳投药量后，在此基础上实验确定最佳pH值，结果如图2。沉淀速度与pH的关

　　总的来说，加药量、pH值的变化对浊度的去除有很大影响，随着pH值的变大，浊度降低的同时，沉淀速度也大大提高。这说明，pH值变大时，絮体矾花形成速度在提高。随着矾花的聚集，依靠重力，矾花迅速沉降下来，削弱了胶体的ζ电位，从而起到压缩双电层的脱稳和吸附架桥作用。


　　单独使用一种无机絮凝剂，CODcr去除率不高，并且矾花形成的速度比较慢，矾花也比较小，较难进行固液分离，絮体难以回收处理。而使用复合混凝剂，CODcr去除率很高，矾花比较大，沉降速度快，固液分离快，处理起来比较方便。从而说明了有机絮凝剂的分子链上带有电荷，具有一定的压缩微颗粒表面比电层作用，但其主要功能是“吸附”和“架桥”作用，它可以起助凝剂的作用。无机絮凝剂的加入改善了废水中的电荷分布，有机絮凝剂的加入对带有电荷的胶体颗粒进行吸附中和，并通过“架桥絮凝”作用形成大而结实的絮凝体。因而复合使用有机和无机絮凝剂可以有效地提高CODcr去除率，使絮凝后的水易于继续处理，絮体易于脱水。

　　①硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作絮凝剂可明显降低餐饮废水的CODcr及其浊度。CODcr去除率可达到83.3％，浊度去除可达到76.9％。

　　②碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铝钾+聚丙烯酰胺6种絮凝剂对餐饮废水絮凝处理的效果都比较好。其中硫酸铝钾+聚丙烯酰胺处理效果最好。其最佳投药量为：每1L水样加入1g/L的复合絮凝剂16mL，最佳pH值为9左右。