污水脱色剂深度处理废水脱色研究
摘要：河南某纸业有限公司污水经过生化+深度处理，然后排向市政集中污水处理站。市政污水站接收污水标准为：COD≤230，色度≤64倍。该纸业在满足污水达标排放要求时发现该部分外排水产出污泥量较大，因此试图在满足市政对污水的排放要求时也尽可能的减少污泥产出量，进而减少污泥后期的处理成本，进而达到为公司盈利的目的。根据该纸厂的实际情况，采用本公司研发的污水脱色剂处理中段水。污水脱色剂为无色或浅色透明粘稠液体，属于有机高分子化合物，具有高分子空间结构，可产生良好的吸附架桥作用，使其具有良好的混凝沉降效果。分子结构中特有的阳离子基团可与废水中显色物质的阴离子基团相互结合，成为不溶物沉淀，从而使水体脱色。由郑州市诚志实业有限公司研发的污水脱色剂处理中段水取得了良好的效果。
图1 该公司污水处理流程图
1.实验室小试
1.1实验目的
利用污水脱色剂旨在找到合适的方案，最大程度降低外排出水的悬浮固形物，并尽可能的降低其浊度和色度。
1.2 实验材料
聚合硫酸铁Fe3+、氯化铝PAC、阴离子聚丙烯酰胺APAM、中段水和外排水取自河南某造纸公司，污水脱色剂CZTS-02和CZTS-03为本公司自主研发产品。
1.3 实验方案
（1）取200mL待处理水体，pH值呈弱碱性，加入CZTS-02污水脱色剂（原液稀释50倍）适量稀释液2.5‰ - 1%即（原液50-200 ppm），搅拌5min后，加入适量河南某造纸公司现用硫酸铁净水剂 800μL（即5kg/m³污水），搅拌2min使其充分反应，再加入浓度为1‰的阴离子PAM絮凝剂，促进固液分离，实验水样加入净水药剂处理完后，上清液经300目滤网过滤检测其色度与COD：
（2）取200mL待处理水体，pH值呈弱碱性，加入CZTS-03污水脱色剂（原液稀释10倍）适量，搅拌5min后，加入适量河南某造纸公司现用硫酸铁净水剂 800μL（即5kg/m³污水），搅拌2min使其充分反应，再加入浓度为1‰的阴离子PAM絮凝剂，促进固液分离，实验水样加入净水药剂处理完后，上清液经300目滤网过滤检测其色度与COD：
（3）取200mL待处理水体，pH值呈弱碱性，加入CZTS-02污水脱色剂（原液稀释50倍）适量稀释液2.5‰ - 1%即（原液50-200 ppm），搅拌5min后，再加入CZTS-03污水脱色剂（原液稀释10倍）适量，搅拌5min使其充分反应，再加入浓度为1‰的阴离子PAM絮凝剂，促进固液分离，实验水样加入净水药剂处理完后，上清液经300目滤网过滤检测其色度与CO
表1 第一次实验药剂添加量
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| CZTS-02 | — | 500 | 250 | — | 500 |
| CZTS-03 | — | — | — | 1000 | 500 |
| 硫酸铁 | 800 | 400 | 700 | — | — |
| 阴离子PAM | 500 | 500 | 500 | 500 | 300 |
注：表中为200mL实验水体的药剂添加量，单位为μL；序号 1为给排水车间现运行水处理排放结果。
表2 第二次实验药剂添加量
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| CZTS-02 | 500 | 500 | — | — | 500 | 800 | 1000 | 500 | 500 |
| CZTS-03 | — | — | 150 | 200 | — | 400 | 300 | 500 | 500 |
| 硫酸铁 | 300 | 400 | 300 | 400 | 250 | — | — | — | — |
| 阴离子PAM | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 500 | 阳300 |
注：表中为200mL实验水体的药剂添加量，单位为μL。
2、实验结果与分析
2.1 实验结果
表3 第一次实验检测结果
| 单位 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | |
| 色度 | 倍 | 40 | 40 | 40 | 35 | 40 |
| COD | mg/L | 95 | 120 | 91 | 170 | 190 |
| TSS | mg/L | 605 | 569 | 682 | 427 | 311 |
表4第二次实验检测结果
| 单位 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | 9# | |
| 色度 | 倍 | 100 | 64 | 128 | 50 | 128 | 64 | 64 | 64 | 50 |
| COD | mg/L | 148 | 140 | 164 | 127 | 201 | 206 | 222 | 201 | 199 |
| TSS | mg/L | 1334 | 869 | 693 | 860 | 623 | 446 | 373 | 365 | 361 |
2.2实验分析
（1）目前使用的硫酸铁净水剂+阴离子PAM效果可以达标排放，但是污泥产出量较高，后期处理费用较大。实验室优选方案后，配合使用污水脱色剂CZTS-03后，处理水的TSS大幅降低，色度、COD也能完全满足现有标准达标排放。
（2）第一次实验显示：优选出效果较好的是4#和5#方案，在COD与色度完全达标的状态下，TSS污泥产出量由原来的605mg/L分别下降至427mg/L、311mg/L，4#污泥产出量降低29.4 %，5#污泥产出量降低48.6 %。
（3）第二次实验显示：6#、7#、8#及9#基本都能满足要求。但从成本考虑，选出效果较好的是7#和9#方案，在COD与色度完全达标的状态下，TSS污泥产出量由原来的726mg/L分别下降至373mg/L、361mg/L，7#污泥产出量降低48.6 %，9#污泥产出量降低50.3 %。
3.实验结论
（1）通过实验室实验证明，排水车间现在使用的硫酸铁净水剂虽然COD去除效果不错，但是硫酸铁本身就是一种无机盐，自身产生大量的污泥，这样对后期固体废弃物消化产生较高成本，且效率不高，有进一步优化的必要；
（2）本公司实验室针对这一情况，优化后药剂组合能够有效的降低二沉池现有污泥的发生量，且污水脱色剂CZTS-02、03本身亦属有机化合物，可降解，对环境友好，不会产生二次污染。
（3）现场中试建议用量：污水脱色剂CZTS-02的添加量为：原液稀释50倍后使用，投加量为稀释液的2.5‰～1%；污水脱色剂CZTS-03的添加量为：原液稀释10倍后使用，投加量约为普通铝铁盐的20%～35%；硫酸铁净水剂按照全铁含量11%的添加范围为吨水消耗3～10kg，阴离子聚丙烯酰胺PAM 是絮凝剂，其添加范围为2-5ppm 即1‰稀释液添加不超过5kg/T水。
（4）污水脱色剂CZTS-02、03的上机效果可通过连续跟踪外排水池出水的色度，以及外排水的COD，TSS情况来评估。
