当原水浊度为NTU,PAC废纸浆投加量分别为mg/L,为研究不同搅拌速度对处理效果的影响,改变中速搅拌速度分别为r/min,结果表明浊度去除率分别为。即,随着搅拌速度的升高,浊度去除率下降,而出水浊度上升,以中速搅拌速度为r/min时处理效果最好,此时出水浊度为NTU。中速搅拌时较低转速下的处理效果好,其原因主要是加入的废纸浆在快速搅拌过程中即已分散均匀,在中速搅拌时仅需提供增大废纸浆胶体和微小絮体三者的碰撞接触几率所需的水力条件,从而加快絮体的成长速度,而过大的转速产生的水力剪切作用则可能适得其反,不利于大块絮体的形成,影响处理效果。
同时,由于混凝反应过程即中速和慢速搅拌阶段要求将速度梯度G控制在~s且逐渐降低,转速r/min时的G为s,而转速r/min的G仅为s,故中速搅拌不宜选择r/min的转速。因此,废纸浆作为助凝剂与PAC配合使用时,适宜的中速搅拌速度为r/min。当PAC废纸浆投加量分别为mg/L时,研究废纸浆与PAC配合使用对不同浊度原水的混凝沉淀处理效果,并与单独使用投加量mg/LPAC的处理效果相比较,结果如图所示。
去除率均呈先增大后减小的趋势。浊度较低时,水中的胶体颗粒少,与混凝剂和助凝剂的碰撞接触几率低,生成的絮体少,故处理效果较差;而浊度较高时,胶体颗粒的数量较多,相比之下PAC的投加量仅为mg/L,用量不足,其压缩双电层和电中和作用能力有限,因而导致处理效果下降。同时,投加废纸浆对PAC具有稳定的助凝效果,处理不同浊度的低浊水时,浊度去除率可增加约~个百分点,且浊度越高,浊度去除率的增加越大,废纸浆的助凝作用越显著。
因此,较高的浊度有利于提升废纸浆对PAC处理低浊水的助凝效果。由表可知,随着原水pH的增大,出水的浊度去除率快速上升;当pH为时去除率最高,而后继续增大pH,浊度去除率缓慢下降。pH的变化影响着水中铝的水解形态,进而影响废纸浆与PAC配合使用的处理效果。当pH较低时,H+含量高,阻碍铝的水解反应过程,导致形成的絮体较少,处理效果差;而当pH较高时,又会导致絮体溶解生成AlOH),絮凝效果减弱。pH的变化也会影响废纸浆的性质,碱性环境能使纤维素润胀,有利于提高助凝效果,而酸性条件下虽然也能起到润胀作用,但可能导致部分纤维素溶解,对水质产生不利影响。
因此,废纸浆与PAC配合使用处理低浊水时,弱碱性水质能够取得更好的处理效果。当原水浊度为NTU,PAC废纸浆投加量分别为mg/L时,测定混凝沉淀后出水中能够反映还原性有机物溶解性固体硬度以及金属离子含量等多项水质指标,与单独使用mg/LPAC的出水与原水和GB-的限值进行参照[]。结果如表所示。由表可见,使用废纸浆助凝剂相比单独使用PAC,在显著提高浊度处理效果的同时,还能一定程度降低耗氧量铝和铁等的含量,具有一定的强化混凝和去除金属离子功能。
原因是纸浆中所含的主要成分纤维素具有多孔结构比表面积大和亲水吸附性等特点,能够吸附去除对水中的有机小分子和金属离子[]。而出水的其他水质指标与原水水质相当,且除浊度外的其他检测指标均已经能够满足GB-的要求,说明废纸浆助凝剂的使用不会对水质产生不利影响,具有较好的卫生安全性。废纸浆对PAC处理低浊水具有较好的助凝作用,当原水浊度为NTU,PAC投加量为mg/L时,适宜的废纸浆投加量为mg/L,处理后出水浊度为NTU,相比单独使用PAC的出水浊度降低。
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