前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的磁絮凝法視角下煤制油廢水處理論文，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
1材料與方法
1.1試驗材料及儀器
試驗用水水質。試驗廢水取自神華煤制油化工企業，廢水的各項指標。
1.2試驗藥劑及儀器
試驗藥劑：聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鐵（PFS）、聚丙烯酰胺（PAM），陰離子型）、磁粉（Fe3O4，黑色粉末）、氫氧化鈣、硫酸。實驗儀器：ZR4-6混凝試驗攪拌機、pH酸度計、散射濁度儀、KDM型調溫電熱套。
1.3水質分析方法
pH值：pH酸度計；COD：重鉻酸鉀法；濁度：散射濁度儀。
1.4試驗方法
1.4.1混凝劑單獨投加混凝效果對比試驗
取5個體積為500mL的燒杯，分別加入250mL水樣，在室溫條件下，通過改變混凝劑（PAC和PFS）的種類以及投加量進行試驗，在六聯攪拌機上快速（250r/min）攪拌1min，慢速（40r/min）攪拌5min，觀察攪拌過程中“礬花”的形成以及它的外觀、大小和密實程度。攪拌過程結束后，靜置沉降30min后，取上清液（液面以下1~2cm）測定COD和濁度，并計算它們的去除率。
1.4.2PAM投加量對混凝效果的影響
通過對PFS、PAC單獨投加混凝效果的比較，確定最佳混凝劑種類以及最佳投加量，在保持最佳的試驗參數條件下，通過改變PAM的投加量，考察PAM投加量對COD和濁度的去除率的影響。
1.4.3磁絮凝試驗效果的初探
確定最佳的混凝劑組合后，在室溫條件下，取等量的煤制油廢水加入磁粉進行磁絮凝試驗，通過改變磁粉的投加量、pH以及磁粉的投加順序等條件參數對磁絮凝效果的影響。
2結果與分析
2.1混凝劑單獨投加混凝效果對比試驗
單獨投加不同種類的絮凝劑對廢水中COD和濁度去除率的影響結果。PFS和PAC最適投加量分別為750mg/L和1000mg/L，在最適投加量的條件下，PFS和PAC對廢水的COD的去除率分別為36.5%和33.7%。由此可以看出，PFS對廢水中COD的去除率最高。PFS的效果要優于PAC的效果，這可能是因為三價鐵鹽水解過程中產生的即將完全水解生成Fe（OH）3絮狀沉淀前的臨界產物，這種臨界產物具有中和膠體電荷、壓縮雙電層以及降低較低電位的能力，促進膠體微粒、懸浮物等迅速凝聚、沉降，聚鐵中包含的含鐵羥基化合物一旦進入水中，將以最優的狀態與其中的膠體微粒和懸浮物發生絮凝作用，從而表現出優異的凈水性能。
2.2PAM投加量對混凝的效果
以PFS的最佳投加量750mg/L為基準加入量，通過改變PAM的投加量為5、7.5、10、12.5、15mg/L，測定水樣中COD濃度和濁度，考察PAM的投加量與COD和濁度去除率之間的關系，如圖3所示。隨著PAM投加量的增加，COD和濁度的去除率也逐漸升高。這是因為當高分子有機物PAM作為絮凝劑時，能夠通過架橋和網捕作用將PFS形成的細小凝聚體轉化為大體積的絮凝物，達到一定體積后，便從水中分離出來。當PAM為12.5mg/L時，COD和濁度去除率分別為43.6%和99.4%，都達到了較高的去除效果，繼續投加PAM，COD的去除率增加并不明顯，而濁度的去除率基本保持不變。這是因為絮凝劑投加量過多，膠體被大量高分子鏈包圍，使得沒有過多的部位去吸附其他的分子鏈，即到達了飽和狀態。因此，PAM的投加量確定為12.5mg/L。
2.3磁絮凝試驗效果的初探
2.3.1磁粉投加量對磁絮凝效果的影響
控制PFS投加量為750mg/L，PAM的投加量為12.5mg/L，改變磁粉的投加量，為150、300、450、600、750，考察磁粉的投加量對COD和濁度去除率的影響。當磁粉的投加量在150~300mg/L的范圍內，隨著磁粉投加量的增加，對COD和濁度的去除率呈現出上升的趨勢。當磁粉的投加量為300mg/L時，對COD和濁度去除率分別為49.6%和99.5%，與未加磁粉之前相比去除率提高了5%和1%。當磁粉的投加量超過300mg/L后，COD的去除率呈現出下降的趨勢。這是因為磁粉的過多加入會導致磁粉之間相互碰撞凝聚的幾率增加，導致磁粉的絮凝率降低。投加磁粉后的絮凝處理效果要比不加磁粉的絮凝處理效果要好。一是因為磁粉的加入增加了水體中懸浮顆粒物的數目，加大了它們之間碰撞的幾率且由于磁粉的比重較大，所以絮體的體積更易變大，從而易于沉降。二是可能因為磁粉可以與絮體結合成一種復合型的磁性絮體，使得絮體之間的相互吸引力增加，從而形成更大的絮體。
2.3.2pH對磁絮凝效果的影響
以石灰乳和硫酸為調節介質調節水樣至不同的pH值，固定PFS溶液的投加量為750mg/L，PAM溶液的投加量為12.5mg/L，磁粉的投加量為300mg/L，考察不同的pH對磁絮凝效果的影響，以COD和濁度的去除率為考察指標。隨著pH的增加，COD的去除率逐漸升高。當pH達到10.5時，COD的去除率達到了最大53.8%。這是因為隨著pH值的升高，Ca（OH）2的投加量也在增加，COD去除率的升高可以從兩方面進行考慮，一是水樣中大量的氫氧根離子與金屬離子形成了吸附性能較好的氫氧化物沉淀，它能夠加強絮凝劑的吸附網捕作用；二是氫氧化鈣電離出的Ca2+與擴散層反離子電荷符號相同的離子將反離子排斥到吸附層，從而降低了膠體的帶電量，使Zeta電位降低，膠體顆粒脫穩而發生凝聚。由于濁度的去除率已經達到了一個較高的水平，所以變化并不明顯。
2.3.3磁粉投加順序對磁絮凝效果的影響
在室溫條件下，調節pH至10.5左右，固定磁粉的加入量為300mg/L、PFS為750mg/L、PAM為12.5mg/L，攪拌條件為快速（250r/min）攪拌1min，慢速（40r/min）攪拌5min，考察以下3種投加順序對磁絮凝反應的影響：（1）先同時加入磁粉和PFS，快速攪拌1min，然后加入PAM；（2）先加入磁粉，緊接著加入PFS，然后快速攪拌1min，最后加入PAM；（3）先加入PFS，快速攪拌1min，再加入PAM，緊接著加入磁粉。投加順序2對于廢水的絮凝效果要明顯優于1和3，這說明磁粉的投加順序對磁絮凝的效果有一定的影響。先加磁粉可以增加水體中膠粒碰撞的次數，使得水體中的懸浮顆粒物和膠粒更容易被磁粉吸附。磁粉加入太遲導致絮凝效果變差的原因可能是磁粉與水體中懸浮顆粒物和膠粒的吸附凝聚過程發生在凝聚劑加入的瞬間，錯過該時機，便難以形成磁性絮團。
3結論
（1）采用磁絮凝法處理煤制油廢水是可行的，該法可以大大提高絮體的沉降性能和縮短沉降的時間，易于快速分離。
（2）通過對比加入磁粉和未加入磁粉兩者試驗發現，加入磁粉的處理效果要好于未加入磁粉的。COD和濁度的去除率分別可以達到53.8%和99.5%，這與陳向前等利用石灰-鐵鹽法處理煤制油廢水實驗結果對比發現，投加磁粉對于COD的去除率反而略微偏低，這可能是所處的試驗環境以及使用的試驗條件不同所造成的，如果忽略掉這些因素的影響，其COD的去除率幾乎相同。
（3）通過對煤制油廢水的磁絮凝強化處理確定了最佳的試驗條件：在室溫條件下，pH為10.5，PFS的投加量為750mg/L、PAM的投加量為12.5mg/L、磁粉的投加量為300mg/L。
（4）磁絮凝過程中，先投加磁粉的絮凝效果要優于后加入磁粉的。
作者：管大祥 袁麗梅 徐金有 何東 單位：中國礦業大學江蘇省資源環境信息工程重點實驗室 南京大學環境學院污染控制與資源化研究國家重點實驗室