煉焦、煤氣凈化及化產品回收過程中產生的一種難生物降解的有毒工業廢水，有機物物濃度高、成分復雜，主要含有氨氮、酚類、氰類以及單環或多環芳香化合物及雜環化合物等。目前，國內焦化廢水普遍采用以A/O或以A/O工藝改進后的A/O/O、A/A/0、0/A/0等生物強化工藝為基礎的生物處理方法，但由于焦化廢水的難降解性，經生化處理后出水還不能直接排放，必須輔以混凝沉淀處理。

鐵系混凝劑是無機混凝劑的一種，是焦化廢水處理過程中較常用的混凝劑之一，其原理為鐵鹽水解后可對水中膠體發揮壓縮雙電層及網捕作用，但由于其分子量較小，在發揮絮凝作用時存在投藥量較高的缺點，往往會引起廢水色度的升高和出水pH值的降低，這也是焦化企業在采用聚合硫酸鐵混凝時面臨的較大問題；有機高分子絮凝劑具有分子鏈長、用量小、絮凝效果好的特點，但其價格比較昂貴，制約了其在焦化廢水領域的廣泛應用。由無機高分子和有機高分子復合絮凝處理廢水，既利用了無機絮凝劑強的電中和能力，又發揮了有機絮凝劑的吸附架橋作用，從而達到了較好的絮凝處理效果。為了克服聚合硫酸鐵和PAM固有缺點，及本文選用聚合硫酸鐵和PAM復合處理焦化廢水，對影響焦化廢水混凝效果的各因素進行了研究，探索較優混凝條件下經濟有效的組合工藝參數，為焦化廢水處理領域混凝劑的選擇及實際應用提供切實可行的方案，從而指導生產。

1實驗部分

1.1試劑與儀器

主要試劑：聚合硫酸鐵（工業品，液態，其全鐵含量11.0%～11.5%，鹽基度10.5%～11.5%，pH值1．0～2.0），聚丙烯酰胺（陽離子型，分子量500萬），鹽酸(1：1)，NaOH。實驗時將聚丙烯酰胺配制成0.3g/L溶液備用。

主要儀器：上海精科PHS3B型pH值測定儀，SHIMADZU電子天平，國華JJ-4型攪拌器，MultiN/C2IOOTOC/TN測定儀（德國耶拿）等。

1.2實驗廢水及方法

實驗用水采自華中某焦化公司O/A/O生化后二沉池廢水，其水質指標如下：TOC80-150mg/L，pH值7～8，電導率～5000μs/cm，濁度～30NTU。

采用燒杯實驗。取一定量焦化二沉池廢水于燒杯中，分別用HCL和NaOH調節廢水至不同的pH值，將燒杯置于JJ-4型攪拌器上以200r/min速度攪拌，邊攪拌加入一定量絮凝劑，繼續攪拌1min后，調節轉速為lOOr/min后攪拌lOmin，然后靜置30min后在液面下2cm處取上清液進行TOC及濁度測量。

1.3分析方法

分析項目及方法見表1所示。

TOC去除率用下式表示：

式中：R表示TOC去除率，TOCo為原始水樣TOC值，mg/L;TOCt為絮凝靜置后上清液TOC值，mg/L。

2實驗結果及討論

2.1聚合硫酸鐵用量對絮凝效果的影響

取1L焦化二沉池廢水置于燒杯中，將燒杯置于JJ-4攪拌器上以200r/min速度攪拌，邊攪拌加入一定聚合硫酸鐵絮凝劑，繼續攪拌1min后，調節轉速為100r/min后攪拌10min，然后靜置30min后取上清液測量TOC和濁度等，觀察所形成絮體的大小、沉降快慢等。結果如圖1所示。

絮凝劑的投加量是影響絮凝過程的重要因素之一。從圖1中可以看出，聚鐵投加量為1.4ml/L時，TOC的去除率為68.91%，此后隨著聚鐵投加量的不斷增加，TOC的去除率有輕微下降；此外，在1.4ml/L投加量下，混凝后出水濁度可達較低為7.98NTU，聚鐵投加量繼續增加，出水濁度增加較快。一般來說，在絮凝過程中高分子絮凝劑通過電中和、架橋、網捕等作用，與水中微粒吸附在一起，若投加量過小，膠體離子表面沒有足夠的絮凝分子就不能形成大的絮體，廢水中的膠體不能完全脫穩，因此達不到較好的絮凝效果；但投加量過大，離子表面活性降低，會發生再穩現象，絮凝效果變差，出水濁度增加，藥劑費用也會相應增加。在實驗過程中，投加0.2mL聚鐵時，水中已經出現了絮體。因此，在單獨使用聚合硫酸鐵時，其較佳投加量為1.4mL/L。

2.2助凝劑PAM投加量對絮凝效果的影響

取1L焦化二沉池廢水置于燒杯中，將燒杯置于JJ-4攪拌器上以200r/min速度攪拌，投加1.4ml聚鐵溶液，然后再投加濃度聚丙烯酰胺溶液，100r/min轉速攪拌10min后靜置30min，測上清液TOC濃度。結果如圖2所示。

圖2為聚合硫酸鐵投加量為1.4ml/L、pH值為7.5條件下，TOC去除率隨PAM投加量變化而變化的曲線圖。可以看出，在PAM投加量為1.2～2.4mg/L時，PAM可以起到很好的架橋作用，使生成的礬花大且快速沉降，水中TOC去除率都在70%以上。PAM用量過少或過多，TOC去除效果都會降低，分析其原因，PAM投加量較少時，能夠提供吸附架橋作用的長鏈分子量較少，起不到助凝作用，而當PAM投加量過多時，PAM也能產生膠體保護作用而使剛好脫穩而又轉向再懸浮，導致TOC去除率下降。因此，可以確定聚丙烯酰胺的較佳投加量為1.2mg/L。

2.3pH值對絮凝過程絮凝效果的影響

實驗一：取同一批次焦化二沉池廢水6份各IL，用HCL和NaOH調節廢水pH值分別為4、5、6、7.5（原水的pH值）、8、9，置于JJ-4六聯攪拌器上，以200r/min速度攪拌，投加1.4ml聚鐵溶液，然后以100r/min攪拌10min;

實驗二：取另一組水樣在相同的條件下分別投加1.Oml聚鐵溶液和4ml聚丙烯酰胺溶液(0.3g/L)，投加后溶液的PAM濃度為1.2mg/L。

兩組實驗攪拌結束后靜置30min取上清液測TOC濃度和濁度。結果見圖3所示。率隨pH值的變化曲線；2——投加1.4mL聚合硫酸鐵條件下TOC去除率隨pH值的變化曲線；3一一投加1.OmL聚合硫酸鐵和1.2mg/LPAM條件下反應后濁度隨pH值的變化曲線。

圖3不同pH值條件下混凝效果對比

從圖3中可以看出，在投加1．Oml聚合硫酸鐵和1.2mg/LPAM的混凝反應過程中，在廢水pH值在58范圍內，TOC去除率較好，可以達70%左右。但在pH值<7時，混凝反應后溶液濁度較原液上升，在堿性范圍內，pH值越高，反應后液體濁度越低，反應后絮體沉降速度越快。因此，二沉池混凝反應可選擇pH值78范圍?？紤]到焦化二沉池出水pH值一般在78時問，在投加聚合硫酸鐵和PAM進行絮凝反應時，在利用聚合硫酸鐵+PAM對焦化廢水進行絮凝反應時可以不調節廢水pH值。

此外，從圖3中還可以看出，在相同的條件下，聚合硫酸鐵的投加量由1.4ml/L降低為1．0ml/L，但在此過程中投加了1.2mg/L的助凝劑聚丙烯酰胺，水樣中TOC去除率較未投加聚丙烯酰胺時升高，可達70%以上，即在混凝反應時投加一定量的PAM可以有效提高水中有機物的去除效率，即在相同的TOC去除效果情況下，加助凝劑比不加助凝劑時聚合硫酸鐵投加量要節約很多。此外，由于聚合硫酸鐵為強酸性液體，在投加量過大的情況下常會導致排口出水pH值呈酸性而不滿足排放標準，在合理調配聚合硫酸鐵及聚丙烯酰胺用量的情況下可有效改善出水pH值．

2.4堿化水解對聚丙烯酰胺的絮凝效果影響

為了驗證堿化水解對聚丙稀酰胺絮凝效果的影響，配置相同濃度(0.3g/L)PAM溶液，其中一份以1：0.2比例投加NaOH固體于PAM溶液中，兩份溶液都放置過夜（陳化）后使用。實驗時取兩份1L焦化二沉池廢水，各投加1.0mL聚合硫酸鐵溶液，然后再投加4ml水解和未水解的PAM溶液，在相同的實驗條件下進行混凝實驗，結果如表2所示。

從表2中可以看出，堿化水解的PAM在使用時TOC去除率較未堿化水解有了不同程度的提高。分析其原因，是因為經水解后的PAM分子鏈充分展開，伸展開的PAM高分子長鏈大大增加了和細小礬花顆粒碰撞和吸附的機會，可以使PAM得吸附架橋和網捕作用得到充分的發揮，從而提高助凝效果。在實際生產使用時，如果每月PAM用量為1噸，則水解堿化時所需NaOH用量為0.2噸，所需用量微乎其微，但由于PAM溶液加堿溶解時溶液pH值會有所升高，因此在使用時要格外注意。

3結論

采用聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺復合處理焦化二沉池廢水，絮凝效果與絮凝劑的用量、廢水pH值等有密切的關系。當聚合硫酸鐵用量為1．0ml/L、PAM用量為1.2mg/L下，經混凝后廢水TOC去除率較高可達70%，且使用時無需調節廢水pH值，且適當的堿化水解可促進聚丙烯酰胺的絮凝作用。此外，在同樣的處理效果下，采用聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺復合處理廢水相較于單獨使用聚合硫酸鐵，聚合硫酸鐵用量可降低30左右%。