强化混凝处理碎煤加压气化废水生化出水中有机物的实验研究

岳子明，安洪光，刘俊峰，张文博

(大唐国际化工技术研究院有限公司，北京 100070)

目前，碎煤加压气化废水经过常规生化工艺处理后，水中仍然含有一定量的悬浮物、有机物等物质，尤其是水中的有机物会影响后续处理工艺(如微滤、超滤等)的运行［1］，因此，需要研究降低水中有机物的措施。

目前，常用的深度处理技术主要有强化混凝技术、臭氧活性炭技术、生物活性炭技术、光催化氧化技术、膜过滤技术等［2］，其中强化混凝技术具有设备简单、技术要求不高、成本低等优点，在去除有机物方面，是常用的重要措施之一［3］，可有效去除水中的有机物［4］。黄晓东等［5］对微污染水库水的研究表明，与常规混凝加药量相比，通过增加聚合氯化铝量，水中有机物TOC的去除率可提高24%。

本研究以国内某厂碎煤加压气化废水为原水，以课题研发的“活性焦吸附+生化处理”工艺中的生化出水作为实验用水，考察强化混凝技术对有机物去除的影响规律。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)均为工业品;碎煤加压气化废水生化处理出水水质见表1。

MY 3000-6混凝实验搅拌仪;Phoenix-8000 TOC测定仪。

表1 实验用水水质Table 1 Water quality of experiment

1.2 实验方法

1 000 mL水样中投加一定量混凝剂，将其放入混凝实验搅拌仪中，在混合转速100 r/min条件下搅拌1 min，然后在反应转速60 r/min条件下搅拌30 min，自由沉降30 min。取混凝上清水进行TOC、UV254分析。

2 结果与讨论

2.1 混凝剂投加量对去除有机物的影响

PFC、PAC 不同加药量时，出水 TOC、UV254见图1。

由图1可知，随着混凝剂投加量的增加，有机物(TOC)的去除率也随之提高，在PAC和PFC投加量为150 mg/L时，TOC的去除率分别为 42.8%，52.1%，对 UV254的去除率分别为 45.1%，60.1%。采用强化混凝工艺可明显提高水中有机物的去除率，PFC的效果优于PAC，主要是因为铁的原子量要高于铝的原子量，所以在添加同等药剂量时，铁盐产生的氢氧化铁的重量比铝盐产生的氢氧化铝重量高。

图1 混凝剂投加量对去除有机物的影响Fig.1 Influence of coagulation concentration on theorganic matter

2.2 混凝水力条件对混凝剂去除有机物的影响

分别对PFC、PAC加药量为150 mg/L时，以混合转速、混合时间、反应转速、反应时间为影响因素，以混凝沉降30 min后上清液中TOC为评价指标，进行正交实验，因素水平见表2，实验结果见表3、表4。

表2 混凝水力条件实验表Table 2 Table of the hydrodynamic conditions in the coagulation experiment

表3 聚合氯化铁水力条件正交实验结果Table 3 Result of the hydrodynamic conditions in the PFC experiment

表4 聚合氯化铝水力条件正交实验结果Table 4 Result of the hydrodynamic conditions in the PAC experiment

由表3可知，最优混凝水力条件为A2B3C3D2，即混合转速100 r/min，混合时间3 min，反应转速60 r/min，反应时间 30 min。

由表4可知，最优混凝水力条件为A2B1C3D2，即混合转速100 r/min，混合时间0.5 min，反应转速60 r/min，反应时间 30 min。

3 结论

(1)碎煤加压气化废水生化处理出水采用强化混凝工艺，可降低水中的有机物，随着加药量的增加，有机物的去除率升高，并且使用PFC的效果要优于PAC效果。

(2)不同混凝剂的最优混凝水力条件稍有不同，采用PFC时，最优混凝水力条件为混合转速100 r/min，混合时间3 min，反应转速60 r/min，反应时间30 min;采用PAC时，最优混凝水力条件为混合转速 100 r/min，混合时间 0.5 min，反应转速60 r/min，反应时间 30 min。

［1］张广超，董付彩，惠云珍，等.碎煤加压气化废水的处理工艺及技术进展［J］.化肥设计，2011，49(3):30-33.

［2］徐佩瑶，侯素霞，王淑娜.煤加压气化废水处理方法的现状及展望［J］.燃料与化工，2006，37(2):31-35.

［3］游晓宏，陈晓琼.混凝技术及其发展［J］.工业水处理，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］黄晓东，孙伟，庄汉平，等.强化混凝处理微污染原水［J］.中国给排水，2002，18(12):45-47.