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含氟聚合物普遍應(yīng)用于航天航空、汽車工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和電子信息等范疇,在含氟聚合物生產(chǎn)過程中,需用到大量去離子水實(shí)行后處置以確保產(chǎn)品色澤和介電性能達(dá)標(biāo),從而造成大量含氟廢水的產(chǎn)生。目前,氟工業(yè)廢水處理辦法主要有物理處置、化學(xué)處置和生物處置,其中化學(xué)處置辦法中的混凝法是現(xiàn)階段的主要處置方式,特別是將無機(jī)化合物絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)和有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)相分離,其高效的凈水效果得到了普遍認(rèn)可,也逐步被人們所注重。
聚合氯化鋁中的鋁離子與廢水中的氫氧根離子分離生成氫氧化鋁,生成的氫氧化鋁吸附在含氟聚合物粒子上構(gòu)成凝結(jié)顆粒,此顆?;ハ嗯鲎材鄢奢^大絮團(tuán),而且鋁離子可以緊縮含氟聚合物外表的雙電子層,加速凝結(jié)顆粒凝聚。聚丙烯酰胺分子上的極性基團(tuán)對含氟聚合物實(shí)行吸附,聚丙烯酰胺的分子鏈固定在不同含氟聚合物顆粒外表上,經(jīng)過吸附交聯(lián)作用使顆粒凝聚沉淀。
采用混凝法處置含氟廢水的影響要素主要有絮凝劑的投入量和絮凝劑類型,以及廢水的pH、水溫、黏度和組分。研討了絮凝劑投入量以及含氟聚合物生產(chǎn)中產(chǎn)生廢水所含的過硫酸銨、全氟癸酸銨鹽、NP-10乳化劑對PAC-PAM絮凝劑處置廢水固體懸浮物(SS)的影響。
1、實(shí)驗(yàn)局部
1.1 實(shí)驗(yàn)原料
過硫酸銨,98.5%,全氟癸酸銨鹽,80%,自制;NP-10乳化劑,99.0%,PAC,90.0%,PAM,90.0%,氧化鈣,97.6%。
廢水組分:FEP、PTFE等含氟聚合物乳液,過硫酸銨、全氟癸酸銨鹽、NP-10乳化劑等。
1.2 廢水SS值檢測
取不同SS值的原廢水500g,經(jīng)過CaO溶液調(diào)理pH至8左右,分別參加PAM0.025g、PAC0.250g[m(PAC)∶m(PAM)=10∶1,下同],在350r/min的攪拌速率下,將參加絮凝劑的廢水?dāng)嚢?/font>2h,然后靜置0.5h,取上層液體100mL丈量其SS值。以相同的辦法,增加絮凝劑的運(yùn)用量,然后測其SS值。
取原廢水500g,分別參加5.75g、11.5g和23g過硫酸銨,經(jīng)過CaO溶液調(diào)理pH至8左右,參加PAC0.075g、PAM0.0075g,在350r/min的攪拌速率下,將參加絮凝劑的廢水?dāng)嚢?/font>2h,然后靜置0.5h,取上層液體100mL,丈量其SS值。
取不同SS值的原廢水400g,分別參加全氟癸酸銨鹽8g、6g、4g、3g、2g、1g,經(jīng)過CaO溶液調(diào)理pH至8左右,參加PAC0.060g、PAM0.006g,在350r/min的攪拌速率下,將參加絮凝劑的廢水?dāng)嚢?/font>2h,然后靜置0.5h,取上層液體100mL,丈量其SS值。
取原廢水500g,分別參加不同質(zhì)量的NP-10乳化劑30.00g、15.00g、7.50g、5.00g、3.00g、0.40g、0.20g、0.10g和0.05g,經(jīng)過CaO溶液調(diào)理pH至8左右,參加PAM15mg/L、PAC150mg/L,攪拌2h,然后靜置0.5h,取上層液體100mL,丈量其SS值。
2、結(jié)果與討論
2.1 絮凝劑參加量對廢水處置效果的影響
絮凝劑參加量對廢水處置效果的影響如圖1所示。
由圖1可見,不同SS值的原廢水在參加絮凝劑實(shí)行處置后,原廢水SS值越低,經(jīng)過絮凝劑處置后的廢水SS值越低,廢水SS的去除率越高。隨著絮凝劑參加量的增加,廢水SS去除率逐步升高。而原廢水SS值低于1584mg/L時(shí),在PAM參加量大于15mg/L后,該廢水SS去除率逐步穩(wěn)定,去除率穩(wěn)定在95%以上,而原廢水SS值為1584mg/L時(shí),廢水SS去除率仍處于增加趨向。
2.2 過硫酸銨對廢水處置效果的影響
過硫酸銨對廢水處置效果的影響如圖2所示。
由圖2可見,在未參加絮凝劑之前,隨著過硫酸銨參加量的增加,廢水SS值呈遲緩降低趨向,由1385mg/L降至1299mg/L,而參加絮凝劑之后,隨著過硫酸銨的引入以及參加量的改動(dòng),廢水SS值降低并穩(wěn)定在1200mg/L左右。過硫酸銨具有強(qiáng)氧化性,在高分子聚合時(shí)用作助聚劑,過硫酸銨的引入,使得廢水中含氟聚合物局部凝聚沉淀,從而降低了廢水的SS值。
2.3 全氟癸酸銨鹽對廢水處置效果的影響
全氟癸酸銨鹽對廢水處置效果的影響如圖3所示。
由圖3可見,隨著全氟癸酸銨鹽參加量的增加,絮凝劑處置后的廢水SS值呈現(xiàn)出逐步增加的趨向,而廢水SS去除率則逐步降低,且該變化趨向受原廢水SS值的影響,廢水SS去除率隨著原廢水SS值的增大而減小。
為了進(jìn)一步研討過硫酸銨的引入造成絮凝劑處置后廢水SS值升高的緣由,以去離子水作為溶劑,分別對去離子水+絮凝劑、全氟癸酸銨鹽+CaO堿液+絮凝劑、全氟癸酸銨鹽+絮凝劑、全氟癸酸銨鹽+硝酸+絮凝劑以及絮凝劑+硝酸實(shí)行研討。全氟癸酸銨鹽對絮凝劑的影響如圖4所示。
由圖4可見,去離子水+絮凝劑和絮凝劑+硝酸兩組對照實(shí)驗(yàn)樣品,在攪拌靜置之后沒有絮狀懸浮物或者沉淀生成,而在全氟癸酸銨鹽+CaO堿液+絮凝劑、全氟癸酸銨鹽+絮凝劑、全氟癸酸銨鹽+硝酸+絮凝劑樣品中,能夠察看到有明顯的絮狀沉淀生成,而且全氟癸酸銨鹽溶液的參加不會(huì)增加去離子水的SS值,因而,全氟癸酸銨鹽的引入會(huì)使得絮凝劑生成絮狀沉淀,從而降低了絮凝劑的凈水才能,造成處置后廢水SS值偏高。
2.4 NP-10乳化劑對廢水處置效果的影響
NP-10乳化劑對廢水處置效果的影響如圖5所示。
原廢水經(jīng)CaO溶液調(diào)理pH至8左右后,在未參加絮凝劑時(shí),隨著NP-10乳化劑的參加,廢水的SS值有所降低,從原廢水的2051mg/L降至1911mg/L。而在參加絮凝劑之后,隨著NP-10乳化劑的增加,絮凝劑的凈水效果逐步削弱,廢水SS值由1898mg/L降至468mg/L。即便將NP-10乳化劑的參加量降至0.05g,絮凝劑處置后的廢水SS值(169mg/L)依然高于未添加NP-10乳化劑、絮凝劑處置后的廢水SS值(153mg/L)。如圖5C所示,隨著NP-10乳化劑的引入,原廢水SS值有所降低,但是經(jīng)過絮凝劑處置后,NP-10乳化劑的引入會(huì)使得絮凝劑處置后的廢水SS值由124mg/L增至368mg/L,但是在去離子水空白對照實(shí)驗(yàn)中,NP-10乳化劑對絮凝劑的凈水效果沒有影響。因而,NP-10乳化劑的引入不是對絮凝劑起作用而造成處置后廢水SS值升高,而是對廢水中的懸浮物起作用,造成絮凝劑處置后的廢水SS值偏高。剖析緣由如下:1)NP-10乳化劑具有較強(qiáng)的分散性,從而使得廢水中懸浮物分散愈加平均,造成絮凝劑的絮凝效果降低,處置后的廢水SS值有所升高;2)NP-10乳化劑的引入,會(huì)大幅增加廢水的黏度,從而降低了絮凝劑的處置效果。
3、結(jié)論
對絮凝劑參加量以及含氟聚合物生產(chǎn)中所產(chǎn)廢水組分中的過硫酸銨、全氟癸酸銨鹽和NP-10乳化劑4種影響要素對廢水處置效果實(shí)行了研討,結(jié)果標(biāo)明:過硫酸銨對處置后廢水的SS值沒有影響,絮凝劑的參加量會(huì)直接影響處置后的廢水SS值。假如絮凝劑參加量偏低,會(huì)使得處置后的廢水SS值偏高。全氟癸酸銨鹽的引入會(huì)惹起絮凝劑絮凝沉淀,從而使得凈水效果降低,處置后的廢水SS值升高。NP-10乳化劑的引入大幅增大了廢水黏度,加之NP-10乳化劑的分散性,大幅度降低了絮凝劑的水處置效果。