李治水，王松曉，楊久利，龐栓林，謝智勇

（天津渤化永利化工股份有限公司，天津 300457）

聯(lián)堿生產(chǎn)工藝中在洗鹽工序通常加兩堿和絮凝劑除去原鹽中泥沙及鈣、鎂等雜質(zhì)，洗滌過程中產(chǎn)生的污鹵經(jīng)過澄清，濁度低于150NTU的清液可用于真空制鹽。我公司現(xiàn)使用聚丙烯酰胺作為絮凝劑，絮凝后的鹽泥在壓濾過程中容易出現(xiàn)濾餅壓濾不成形、濾餅水含量過大等問題，影響濾餅的運(yùn)輸、使用及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。因此，重新選擇絮凝劑是當(dāng)前亟待研究的一項(xiàng)課題。

目前，水處理中所用的絮凝劑主要包括無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑、生物絮凝劑和復(fù)合型絮凝劑等［1－3］。絮凝劑的選擇與處理溶液中雜質(zhì)的類型及pH等有關(guān)，如果絮凝劑選擇不當(dāng)，不僅會(huì)影響溶液澄清效果，還會(huì)影響壓濾工序，因此，污鹵處理中選擇合適的絮凝劑至關(guān)重要。

1 現(xiàn)場(chǎng)污鹵分析情況

原鹽精制工序產(chǎn)生的污鹵進(jìn)行定期取樣檢測(cè)，主要成分含量如表1所示。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

由污鹵相關(guān)數(shù)據(jù)初步判斷可使用以下絮凝劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：聚丙烯酰胺（PAM）、氧化鈣、聚合硫酸鐵絮凝劑、聚合氯化鋁絮凝劑（PAC）、ST絮凝劑。

使用我公司聯(lián)堿工藝中原鹽工序污鹵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別考查上述絮凝劑的絮凝效果及最佳用量，在此基礎(chǔ)上考查不同絮凝劑過濾形成濾餅時(shí)的濾水速率及使用不同絮凝劑時(shí)是否引入雜質(zhì)。

表1 污鹵數(shù)據(jù)報(bào)表

3 實(shí)驗(yàn)原理

絮凝過程是微小的膠體顆粒和懸浮物顆粒在膠體物質(zhì)或者電解質(zhì)的作用下，中和顆粒表面電荷，降低或消除顆粒之間的排斥力，使顆粒結(jié)合在一起，體積不斷變大，當(dāng)顆粒聚集使體積達(dá)到一定程度時(shí)（粒徑大約為0.1mm時(shí)），便從水中分離出來。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

4.1 絮凝劑的選擇及用量

4.1.1 聚丙烯酰胺

分別取250mL污鹵（濁度為1 500NTU），通過實(shí)驗(yàn)分別測(cè)定沉降時(shí)間為30s、3min、5min時(shí)聚丙烯酰胺絮凝劑的最佳加入量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 聚丙烯酰胺絮凝劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果

分析圖1，可以得出以下結(jié)論：

1）沉降時(shí)間為30s時(shí)，溶液濁度隨絮凝劑加入量的增多而增大，得到的上清液濁度均大于150NTU，不符合要求。可能是由于加入絮凝劑后時(shí)間過短，絮凝物來不及沉淀，隨著絮凝劑用量的增大，瞬間產(chǎn)生的沉淀較多，來不及下沉，因此上清液的濁度較高。

2）當(dāng)沉降時(shí)間為3min和5min時(shí)，溶液濁度隨絮凝劑加入量的增多而減少，且沉降時(shí)間越長，絮凝劑的最佳用量越少。

4.1.2 氧化鈣

分別取250mL溶液，使用氧化鈣作為絮凝劑，加入不同質(zhì)量的氧化鈣，隨著沉降時(shí)間的延長，觀察溶液濁度的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 氧化鈣絮凝劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖2可以得出以下結(jié)論：

1）當(dāng)氧化鈣加入量為5g／L時(shí)，溶液濁度隨著沉降時(shí)間的延長而降低，可能是因?yàn)槌恋碇饾u下降引起溶液濁度降低。

2）隨著氧化鈣加入量的增多，溶液的初始濁度降低，但是隨著時(shí)間的延長，溶液濁度隨氧化鈣加入量的增多而變大。這可能是由于氧化鈣加入量過大時(shí)，在水中不能全部溶解，使溶液變渾濁。

3）由表中數(shù)據(jù)可以看出使用氧化鈣作為絮凝劑不能達(dá)到溶液澄清度要求。

4.1.3 聚合硫酸鐵絮凝劑

分別取250mL溶液，使用液體聚合硫酸鐵作為絮凝劑，加入不同量的聚合硫酸鐵絮凝劑（1%），隨著沉降時(shí)間的延長，觀察溶液濁度的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 聚合硫酸鐵絮凝劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖3可以看出隨著硫酸鐵加入量的增多及沉降時(shí)間的增大，溶液濁度下降，且使用少量的硫酸鐵絮凝劑即可得到較好效果。

4.1.4 PAC絮凝劑

分別取250mL溶液，加入不同量的PAC絮凝劑，觀察不同沉降時(shí)間時(shí)溶液濁度的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 PAC絮凝劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖4可以看出使用PAC作為絮凝劑時(shí)，隨著PAC加入量的增多及沉降時(shí)間的增大，溶液濁度下降，且濁度隨著沉降時(shí)間的延長變化不大，表明使用PAC絮凝劑時(shí)，可在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行沉降。

4.1.5 ST絮凝劑

分別取250mL溶液，加入不同量的ST絮凝劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察不同沉降時(shí)間時(shí)溶液濁度的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 ST絮凝劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖5可以得出以下結(jié)論：ST絮凝劑加入量較少時(shí)，溶液濁度較高，隨著沉降時(shí)間的增加溶液濁度逐漸降低。隨著ST加入量的增大，溶液濁度先降低，后升高?？赡苡捎赟T絮凝劑加入過量會(huì)起到分散作用，影響絮凝效果。

4.2 不同絮凝劑得到濾餅的濾水速率

濾餅的濾水速率對(duì)壓濾過程有重要影響，濾水速率越快，壓濾越容易成型。因此通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定使用不同絮凝劑時(shí)得到濾餅的濾水速率。通過實(shí)驗(yàn)可以看出使用不同的絮凝劑基本都可滿足溶液的濁度要求，分別取500mL溶液，在每種絮凝劑的最佳用量時(shí)測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)濾餅的濾水體積，體積越大則濾水速率越快。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 不同絮凝劑濾餅濾水速率

通過實(shí)驗(yàn)可以看出在相同的時(shí)間內(nèi)，使用聚合硫酸鐵和PAC作為絮凝劑時(shí)得到的濾液體積最大，濾餅濾水速率較快。

4.3 絮凝劑對(duì)水質(zhì)的影響

分別取250mL溶液，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，按照3min時(shí)最佳加入量添加絮凝劑，沉淀完全后，使用ICP檢測(cè)溶液中鐵和鋁的含量。結(jié)果如表3所示。

表3 不同絮凝劑對(duì)水質(zhì)的影響

由上表看出，在絮凝劑最佳加入量時(shí)，得到的溶液中鐵離子和鋁離子含量都極低，且相差不大，表明小試實(shí)驗(yàn)中使用適量的無機(jī)絮凝劑不會(huì)引入雜質(zhì)離子。

4.4 沉降時(shí)間對(duì)絮凝效果的影響

由小試實(shí)驗(yàn)可以看出，處理污鹵使用氧化鈣作為絮凝劑不能達(dá)到澄清效果。使用其他絮凝劑處理時(shí)，如果使用同種絮凝劑用量相同，則隨著沉降時(shí)間增長，促進(jìn)溶液中的膠體顆粒和懸浮顆粒的結(jié)合，使顆粒體積不斷變大，體積達(dá)到一定程度時(shí)，便從水中分離出來，可以達(dá)到較好絮凝效果。

4.5 使用不同絮凝劑優(yōu)缺點(diǎn)比較

經(jīng)過以上實(shí)驗(yàn)可以看出氧化鈣作為絮凝劑不能滿足要求，其余四種絮凝劑均可達(dá)到清液要求，對(duì)這四種絮凝劑的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，如表4所示。

表4 不同絮凝劑比較

5 結(jié) 論

由上述實(shí)驗(yàn)可以看出，在處理聯(lián)堿工藝中原鹽工序污鹵時(shí)，與其它幾種絮凝劑相比，使用聚合硫酸鐵或者聚合氯化鋁作為絮凝劑，得到的濾液符合濁度要求、濾餅濾水速率較快，且溶液中不會(huì)引入新的雜質(zhì)。因此，可在小試實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，觀察使用聚合硫酸鐵或者聚合氯化鋁作為絮凝劑時(shí)對(duì)溶液澄清度及壓濾過程的影響。

［1］ 潘素娟，何玉鳳，李剛，等.生物大分子絮凝劑BF－SVI－SD的絮凝性能［J］.水處理技術(shù)，2008，34（8）：38－41

［2］ 陳邵斌，向麗.復(fù)合離子聚合物對(duì)絮凝效果的影響分析［J］.鉆采工藝，2002，25（5）：105－107

［3］ 李京.綠色絮凝劑的合成與處理天然氣鉆井廢水的應(yīng)用研究［J］.鉆采工藝，2007，30（1）：114－116