物化法处理脱硫废水实验研究

毛 杰

安徽淮北濉溪新源热电有限公司，安徽 淮北 235000

为有效响应国家节能减排的号召，燃煤电厂必须对脱硫废水进行有效处理，使其符合环境效益、经济效益及社会效益[1-3]。本文通过深入研究脱硫废水处理技术，并基于实验数据分析工艺参量，以期为物化法预处理脱硫废水工艺流程提供可靠的参数支持，实现脱硫废水“零排放”。

1 硫化物沉淀反应实验

1.1 正交实验因素及水平的确定

在硫化物沉淀反应过程中，影响化学反应过程的主要因素包括：酸碱度、温度、溶液的搅拌速率及时间等[4]。为方便研究，本实验以去除铅离子为例进行分析。

以 类型的正交实验来进行工艺参数的采集，进而寻求最佳的工艺参量，具体硫化物反应实验的参量和影响因素见表1。

1.2 实验结果与分析

基于表1列出的硫化物反应实验的参量和影响因素进行硫化物沉淀反应实验。用量具称量200 mL反应后的水溶液置于300 mL的容器中，并将其固定在精密的电动搅拌器上，待其充分反应后，加入一定量的混凝剂，在慢速搅拌10 min，搁置30 min后，取上清液测 Pb2+离子的含量。

实验结果表明，硫化钠可显著地去除废水中的Pb2+离子；添加量因素影响较大，其次是搅拌速度，搅拌时间影响最小。最佳的工艺参数匹配为：硫化钠的加入量为20 mg/L，搅拌速度为200 r/min，搅拌时间为30 min。

此外，当硫化钠的加入量较少时，废水溶液中的金属离子很难发生化学反应，形成沉淀物；当硫化钠的加入量较多时，废水溶液会掺杂过多的污染物。当搅拌速度较慢且搅拌时间较短时，化学反应会不充分，未达到去除污染物的目的；如果搅拌速度较快且时间较长，又会造成运行成本过大、效果不佳。

1.3 单因素实验

正交实验结果表明，硫化钠的加入量对于去除污水中重金属离子具有显著的影响作用。单因素实验基于正交实验结果，进一步探讨硫化钠的加入量单因素对于去除污水中重金属离子的影响参量。

用量具称量200mL反应后的水溶液，置于300mL的容器中，并将其固定在精密的电动搅拌器上，待其充分反应后，加入一定量的混凝剂，慢速搅拌10 min，搁置30 min后，取上清液测 Pb2+离子的含量。

结果表明，随着硫化钠的加入量增多，污水中重金属铅离子含量显著降低，但当硫化钠的加入量达到21 mg/L，铅离子的去除率达到最高，当硫化钠的加入量大于21 mg/L时，Pb2+离子的去除率维持恒定值不变。

2 混凝实验

2.1 聚合硫酸铝铁的制备

采用碱中和共聚法，以Fe2（SO4）3和Al2（SO4）3为基本原材料进行混凝剂的制备[5]。制备步骤：按照n（Al3+）∶m（Fe3+）=2∶3称量一定量的原材料。将其混合溶液置于100 mL的水溶液中，并将溶液pH调制3。将溶液置于300 mL的三口烧瓶中，并放置、搅拌。调整搅拌参数（65 ℃/ 6 h）。冷却至室温后倒出备用。制备 PAFS 的工艺流程图如图1所示。

图1 制备 PAFS 的工艺流程图

2.2 混凝剂的选择

混凝实验是基于硫化物沉淀实验进行的[6]。Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3的质量分数为10%，PAM的质量分数为0.1%，PAFS外购；以 类型的正交实验来进行工艺参数的采集，通过水样浊度选取优良的混凝剂和助凝剂。

用量具称量200 mL反应后的水溶液，置于300 mL的容器中，将其固定在精密的电动搅拌器上，待其充分反应后，加入一定量的混凝剂，慢速搅拌10 min，搁置30 min后，取上清液测 Pb2+离子的含量；再加入一定量的混凝剂和助凝剂，按照同等的搅拌速度和时间进行充分的反应，反应结束后，选取一定的水样进行浊度测试。

实验结果表明，混凝剂和助凝剂可显著去除水样的浊度； PAFS因素影响较大、其次是PAM、Al2（SO4）3，最后是Fe2（SO4）3；最佳加药量分别为2.5mL/L、2.0 mL/L；最优的混凝实验条件为：搅拌速度为150r/min，搅拌时间为20 min，静置时间为40 min；PAFS可产生较多的聚合离子，达到吸附水中颗粒的效果，且可借助架桥、网捕功能促使其发生沉淀；PAM水解后可使得主链加长，提高离子风吸附能力，有效地去除污染物。

3 结语

本实验结果表明：在硫化物沉淀反应阶段，硫化钠可显著地去除废水中的Pb2+离子；加入量因素对实验结果的影响最大、其次是搅拌速度，最后是搅拌时间；最佳的工艺参数匹配为硫化钠加入量20 mg/L、搅拌速度200 r/min、搅拌时间30min。在混凝实验阶段，混凝剂和助凝剂可显著去除水样的浊度；PAFS因素对实验结果的影响较大，其次是PAM、硫酸铝，最后是硫酸铁；最佳加药量分别为2.5 mL/L、2.0 mL/L；最优混凝实验条件为搅拌速度150 r/min、搅拌时间20min、静置时间40 min，在这样的条件下，PAFS可产生较多的聚合离子，达到吸附水中颗粒的效果，并且可借助架桥、网捕功能促使其发生沉淀。