鼓风炉铁泥是炼铁过程中鼓风炉气净化而产生的一种固体废弃物,其粒度通常在0.1mm以下,它含有大量的氧化铁和细粒焦炭,化工利用主要是从铁泥中提取精炭和铁精矿。粉煤灰是热电厂排放的一种废弃物。我国电力以燃煤为主,每年约有近亿t粉煤灰排放,目前其利用率仅为40%左右,主要用于烧砖、筑路、水泥和混凝土的掺合料、选取漂珠、改良土壤等方面,其余部分基本上堆积废弃,这不仅占用了土地,而且污染环境。如何将粉煤灰综合利用,是当今环境科学的重要研究课题。

本实验是在粉煤灰中加入鼓风炉铁泥,进行酸处理,制备PBS混凝剂,并与无机高分子絮凝剂PSA配合用于造纸废水的处理,具有工艺简单,以废治废,低成本,多效益等优点。

废水处理工艺

利用PBS混凝剂与PSA配合使用,对造纸废水进行处理。实验用废水水样,取自黑龙江某造纸厂综合废水总排口,pH6.87,CODCr2890mg/L,SS736mg/L,色度820倍。自制PBS混凝剂和PSA絮凝剂;Al2(SO4)3和FeCl3,市售。PBS混凝剂制备将60g粉煤灰、30g铁泥和助溶剂(NaCl,5.5g左右)置于一个装有搅拌装置的500mL烧杯中,加入150mL3.5mol/LH2SO4,在电热板上缓慢加热2.5h,即得酸浸粉煤灰混凝剂(PBS)。该混凝剂为黏稠、灰色液体,密度为1.5~1.6g/m3,pH值为1~2,硫酸铝含量为25~30g/L,硫酸铁含量为35～40g/L。

PSA(聚硅酸铝)絮凝剂制备以煤矸石灰碴(电厂沸腾炉排渣)为主要原料。PSA絮凝剂性能:pH值2～3,有效浓度6.5%,分子量20万左右。

混凝实验用DBJ-621型定时变速搅拌机在1L烧杯中进行实验。取500mL废水,加入适量PBS,在转速为280r/min下搅拌2min,使混凝剂充分分散。随后降低转速至120r/min,继续搅拌8min;再加入一定量(约15mg/L)的PSA絮凝剂,以180r/min搅拌1min,再调节转速为40r/min搅拌8min,静置20min后取距液面25mm处的上清液分析水质。用标准重铬酸钾法测定COD,用稀释倍数法测定色度。

在pH值为6～9范围内,PBS混凝剂对废水均有较好的处理效果。且pH值为7.0时处理效果最佳,CODCr去除率为85.2%。PBS混凝剂的投加量在某一值时CODCr去除率有一最大值,不宜过高或过低,最佳投加量为60mg/L。PBS混凝剂与絮凝剂PSA配合使用,能有效地降低造纸废水中的SS、CODCr及色度。在常温、pH值为7.0及混凝剂投加量为60mg/L的条件下,SS、CODCr和色度的去除率分别为92.4%、85.2%和91.6%,其对废水的混凝沉降性能优于Al2(SO4)3和FeCl3混凝剂。PBS混凝剂的生产原料来源丰富,制备工艺简单,生产成本低;将其用于废水处理属以废治废,且废水处理工艺简单,因此费用低。采用本法处理造纸废水,不会产生二次污染。