【摘要】本文通過實驗室靜置實驗和現(xiàn)場工業(yè)性試驗以驗證驗證聚合氯化鋁替代硫酸鋁作為廢水處理絮凝劑，針對馬坑礦業(yè)外排水的有效性，并探索降低廢水處理成本的方案。結(jié)果表明，聚合氯化鋁是一種比硫酸鋁更有效，更適合馬坑礦業(yè)廢水處理的絮凝劑，并且很大的降低了廢水處理成本。

前言

近年來，隨著城市化和工業(yè)化程度的不斷提高，水資源環(huán)境日益受到嚴重污染導致水質(zhì)惡化。隨著水質(zhì)標準逐漸提高，工業(yè)廢水處理成本是水處理領(lǐng)域的一個重要課題。絮凝法是一種重要的水處理技術(shù)，絮凝劑種類、性質(zhì)是決定絮凝處理效果好壞的關(guān)鍵因素。在我國廢水理中，使用的絮凝劑主要有兩大類：一類是鋁鹽，如硫酸鋁，氯化鋁，硫酸鋁鉀，聚合氯化鋁；另一類是鐵鹽，如硫酸亞鐵，硫酸鐵，氯化鐵，聚合硫酸鐵等。其中使用較廣泛的是硫酸鋁和聚合氯化鋁兩種。硫酸鋁加人水后，發(fā)生的化學反應生成的Al（OH）3膠體帶正電荷，它與水中懸浮雜質(zhì)（帶負電荷）發(fā)生中和反應，同時Al（OH）3膠體還通過架橋作用形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)吸咐水中雜質(zhì)，結(jié)合成為較大的礬花顆粒沉淀下來，從而達到澄清水質(zhì)的作用。

聚合氯化鋁（PAC，Polyaluminumchloride）是無機高分子絮凝劑，本質(zhì)上是鋁離子水解-聚合-沉淀反應過程的中間產(chǎn)物具有形成絮體快、沉淀性能好等優(yōu)點。

聚合氯化鋁也叫堿式氯化鋁，是介于氯化鋁和氫氧化鋁兩種物質(zhì)之間的一種水溶性無機高分子聚合物，其形式可以看作復雜的多核絡(luò)合物，其分子中帶有數(shù)量不等的經(jīng)基，它具有較強的交聯(lián)吸附性能水解生成[Al（OH）3·H2O]n大分子沉淀，水解過程中伴隨著發(fā)生電化學凝集吸附沉淀等物理化學過程，從而達到混凝沉淀的效果。長期以來，聚合氯化鋁作為一種高效的絮凝劑一直廣泛用于水處理過程中。

1 室內(nèi)靜置實驗

1.1 主要實驗儀器及試劑

（1）1%硫酸鋁（工業(yè)級）；

（2）1%硫酸鋁（工業(yè)級）；

（3）0.1%聚合氯化鋁（工業(yè)級）。

1.2 實驗條件

（1）硫酸鋁（工業(yè)級）價格以1239元/t計；

（2）聚合氯化鋁（工業(yè)級）價格以1850元/t計；

（3）取+100水平礦坑水30L備用（現(xiàn)取現(xiàn)用），測得SS為316mg/L。

1.3實驗過程

量取300mL礦坑水分別倒入500mL的燒杯中，根據(jù)試驗需要分別加入相應的絮凝劑（見表1）。靜置60min，分別測出水樣懸浮物含量。

1.4室內(nèi)靜置實驗結(jié)果討論

（1）聚合氯化鋁對馬坑礦坑水沉降效果良好。

（2）聚合氯化鋁按0.03元/m3投放也能滿足水質(zhì)排放標準。

2現(xiàn)場工業(yè)試驗

2.1硫酸鋁作為絮凝劑的現(xiàn)狀

選礦廠廢水處理加藥點在鉬礦車間砂泵池，每天投放硫酸鋁約30.67包（計1.53t/d）。每天需處理水量約19200m3。選礦廠廢水成本為1.53t×1239（元/t）/19200m3=0.099元/m3。

馬坑鐵礦廢水加藥點分兩個，一個在300水泵，一個在100水泵，每天投放硫酸鋁約32包（計1.6t/d），每天需處理水量約27000m3。馬坑鐵礦廢水處理成本為1.60t×1300（元/t）/27000m3=0.073元/m3。

2.2試驗過程

工業(yè)性試驗共分兩個階段進行，階段主要驗證聚合氯化鋁作為絮凝劑對于馬坑礦業(yè)廢水處理的有效性，為期3d。選廠廢水處理每天投放聚合氯化鋁0.6t，礦坑廢水處理每天投放聚合氯化鋁0.6t。第二階段主要尋求成本較低投放量。選廠廢水處理的聚合氯化鋁投放量由0.4t，0.3t，0.2t依次遞減，每個投放量試驗持續(xù)6d以保證試驗的代表性，試驗結(jié)果如表2所示。

礦坑廢水處理的聚合氯化鋁投放量由0.4t，0.3t，0.2t依次遞減，每個投放量試驗持續(xù)6d以保證試驗的代表性，試驗結(jié)果如表3所示。

故聚合氯化鋁添加量還有減少空間。第二階段試驗表明聚合氯化鋁投放量為0.4t/d和0.3t/d時，公司廢水保證完全達標排放。

（3）當聚合氯化鋁投放量降低為0.2t/d時，選廠外排水開始出現(xiàn)很標現(xiàn)象。

（4）成本分析，見表4~5。

根據(jù)試驗的結(jié)果確定了馬坑鐵礦+100m水平水倉口礦坑水每天添加0.30t聚合氯化鋁比較合適。折合聚合氯化鋁處理成本約0.020元/m3，經(jīng)計算，馬坑鐵礦礦坑水投放聚合氯化鋁較添加硫酸鋁較多可節(jié)省0.053元/m3，節(jié)省率為72.6%。每天按27000m3礦坑水計，預計年節(jié)省絮凝劑成本522315元。

在選礦廠鉬礦車間確定每天添加0.30t聚合氯化鋁比較合適，其處理成本約0.029元/m3。選礦廠廢水中投放聚合氯化鋁較佳可節(jié)省0.070元/m3，節(jié)省率為70.7%。選礦廠廢水按每天19200m3計，預計年節(jié)省絮凝劑成本490560元。

4 結(jié)論

基于以上試驗，在廢水中投放聚合氯化鋁比投放硫酸鋁效果確實較好，并確定在馬坑鐵礦礦坑水和選礦廠廢水處理中每天分別添加0.3t聚合氯化鋁較合適，且能夠滿足公司外排水要求。若公司排放的廢水中改為添加聚合氯化鋁絮凝劑后預計年總成本可節(jié)省1012875元，且排放廢水中SS含量和PH值均在達標范圍之內(nèi)。建議公司使用聚合氯化鋁作為廢水處理絮凝劑，并在我公司廢水處理中推廣應用。