聚合硫酸铁对冶炼厂初期雨水处理效果的研究

冶炼厂初期雨水中含有较低浓度的铅、锌、镉等重金属离子，为实现雨水循环利用，需添加混凝剂去除雨水中的污染物。混凝剂种类繁多，应根据进水水质、水处理工艺条件和处理后水质目标选用合适的混凝药剂，混凝剂的选择一般遵循以下原则:

(1)混凝效果好。依据雨水水质、处理后水质要求和特定的处理工艺条件，能获得预期混凝效果。

(2)无毒害作用。所选用混凝药剂不得含有对生产有害的成分，不干扰现有正常生产流程。

(3)成本经济。综合考虑药剂价格、出水水质目标和投加量，尽可能降低生产成本。

(4)生产混凝剂的工艺须环境友好。应选用无毒无害的生产原料，生产工艺污染物排放量少。对于混凝效果的比较及混凝剂投加量优化，进行混凝试验是较有效的方法之一。

1材料方法与结果讨论

1.1实验药剂及原料

(1)实验药剂:PAM溶液(0.1%)、NaOH溶液(1mol/L)、稀硫酸、高分子无机混凝剂(聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁，2%)。

(2)处理废水:模拟初期雨水，配制pH=7.25、Pb=0.3mg/L、Zn=1.0mg/L，Cd=0.08mg/L的废水样。

1.2实验过程

1.2.1多种无机高分子混凝剂筛选实验

取5个1000mL废水样，分别加入聚合氯化铝溶液1mL、聚合硫酸铝溶液1mL、聚合硫酸铁溶液1mL、聚合氯化铝铁溶液1mL、不添加无机高分子混凝剂(对照样)，再分别加入NaOH溶液(终点pH值控制在10)，反应30min。加入PAM溶液，固液分离，取上清液，加稀硫酸反调pH，进行分析。

由表1可知，中和反应pH值控制在10以下时，加入无机高分子混凝剂，水中重金属脱除率提高，且加入聚合硫酸铁的出水样中镉的脱除效果比较明显，因此选择聚合硫酸铁进行验证。

1.2.2聚合硫酸铁投加量实验

将3个1000mL废水样，调节pH为10，分别加入聚合硫酸铁溶液0.5mL、1mL、1.5mL，絮凝沉淀，取上清液1－1、1－2、1－3，进行分析;将3个1000mL废水样，调节pH为9.5，分别加入聚合硫酸铁溶液0.5mL、1mL、1.5mL，絮凝沉淀，取上清液2－1、2－2、2－3，进行分析。

由表2可知，当中和终点在9.7以上时，实验出水样重金属达标;药剂投加比的增加有利于降低出水COD的含量。综合考虑，建议药剂投加比为1∶50000，即每1000m3废水中投加聚合硫酸亚铁20kg。

1.2.3PAM对比实验

利用聚合硫酸铁在中和终点pH值为10的情况来验证，单独使用聚合硫酸铁以及混合其他混凝剂使用时的效果，对比出水水质指标中的镉和COD。

由表3可知，当中和终点高于10时，单独使用或混合使用聚合硫酸铁药剂出水镉含量差异小，对COD的去除效果比较明显。

1.2.4药剂投加点实验

将聚合硫酸铁的投加点由中和反应处改为中和与固液分离完成后，验证能否在保证出水质量的前提下通过投加点的变化来降低液碱的单耗，结果见表4。由表4可知，出水水质达标，通过投加点的改变，可以降低液碱单耗，对COD的去除效果明显。实验过程中，固液分离后再投加混凝剂，矾花颗粒小，自然沉降时间延长，在生产实践中，可考虑利用多介质过滤器解决这一问题。

无机高分子混凝剂聚合硫酸铁在中和终点在9.7～10时出水水质达标，有利于废水处理过程中降低液碱单耗，同时对废水中COD的去除效果明显，提升出水稳定性。综合考虑，建议药剂投加比为1∶50000，即每1000m3废水中投加聚合硫酸亚铁20kg。

当絮凝颗粒较小、絮凝效果较差时，可适当加入无机高分子混凝剂，对于采用石灰铁盐法处理一般性生产废水的工艺具有借鉴意义，具体投加量宜根据现场试验确定。在生产实践中，企业收集的雨水应优先源头分质回用，如工艺补水、循环冷却水等，对于不能满足回用水质要求的再进行处理后回用，以实现雨水的经济利用。