焦化废水处理使用聚合氯化铝

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焦化废水处理使用聚合氯化铝

时间：2025-09-03 17:35浏览次数：

在焦化废水处理中，聚合氯化铝（PAC，Polyaluminium Chloride）是一种常用的无机高分子混凝剂，凭借其高效絮凝、适应性强、成本适中等特点，广泛应用于预处理、深度处理等环节，主要用于去除悬浮物（SS）、降低化学需氧量（COD）、改善废水可生化性或辅助脱色。以下从作用机制、应用场景、使用注意事项及与其他工艺的协同等方面展开说明：

一、聚合氯化铝的作用机制

PAC溶于水后迅速水解，生成多核羟基络合物（如Al₁₃O₄(OH)₂₄⁷⁺），其核心作用体现在以下方面：

电中和：焦化废水中的胶体颗粒（如有机物、悬浮物）通常带负电荷，PAC水解产生的带正电荷的羟基络合物通过电中和作用，使胶体颗粒脱稳、凝聚。

吸附架桥：PAC的高分子链结构可吸附多个胶体颗粒，形成“桥联”作用，将分散的颗粒连接成大絮体。

网捕卷扫：水解生成的Al(OH)₃胶体（或沉淀）在沉降过程中，可网捕、卷扫水中的细小悬浮物和胶体，形成矾花沉淀。

吸附有机物：PAC的羟基络合物和Al(OH)₃胶体对废水中的溶解性有机物（如酚类、多环芳烃）有一定的吸附作用，可降低COD和色度。

二、焦化废水处理中的应用场景

焦化废水成分复杂（含酚、氰、氨氮、硫化物、重金属等），水质呈酸性或碱性，SS、COD高（可达3000-5000 mg/L），可生化性差（B/C比通常＜0.3）。PAC的应用场景主要包括：

1. 预处理阶段

焦化废水通常需先经过预处理（如除油、调节pH、均质均量），再进入生化系统。PAC在此阶段的作用：

去除悬浮物和胶体：焦化废水中的悬浮物（如煤粉、焦炭颗粒）和胶体（如有机胶体）是COD的重要来源，PAC通过混凝沉淀可有效降低SS和部分COD，减轻后续生化处理的负荷。

改善废水可生化性：部分溶解性有机物（如大分子酚类）被PAC吸附后，转化为颗粒态有机物，更易被生化系统降解，从而提高废水的B/C比（可生化性）。

2. 深度处理阶段

生化处理（如A/O、A²/O工艺）后，废水中仍残留部分难降解有机物（如多环芳烃）、悬浮物和色度，需进一步深度处理。PAC在此阶段的作用：

降低COD和色度：生化出水中的残留有机物（如腐殖酸、木质素衍生物）可通过PAC混凝吸附去除，降低COD（通常可降低30%-50%）；同时，PAC对发色基团（如共轭双键）的吸附可降低色度。

辅助去除重金属：焦化废水中可能含铅、镉、汞等重金属离子，PAC的羟基络合物可与重金属离子形成沉淀（如Al-Pb沉淀），实现重金属去除。

三、使用注意事项

pH控制：PAC的最佳混凝pH范围为6-9。焦化废水通常呈酸性（pH＜6）或碱性（pH＞9），需先调节pH至中性附近（如加石灰或硫酸）。若pH过低（酸性），PAC水解受抑制，混凝效果差；若pH过高（碱性），Al(OH)₃可能溶解，生成AlO₂⁻，导致絮体松散。

投加量优化：过量投加PAC会导致胶体再稳（即“过混凝”现象），絮体细小、沉降性能差；不足则电中和不足，混凝效果差。需通过小试（如烧杯实验）确定最佳投加量，一般投加量在50-300 mg/L（以Al₂O₃计）。

与其他药剂的协同：PAC常与有机絮凝剂（如聚丙烯酰胺，PAM）联用，形成“无机-有机”复合絮凝体系。PAC先通过电中和和吸附架桥形成小絮体，PAM再通过长链结构将小絮体连接成大絮体，提高沉降速度和出水水质。

污泥处理：PAC混凝产生的污泥含铝盐和有机物，需脱水处理（如板框压滤、离心脱水）。脱水后的污泥需按危险废物管理（若含重金属），或作为建材原料（如制砖）综合利用。

四、与其他工艺的协同

PAC在焦化废水处理中常与其他工艺联用，提升整体处理效果：

与生化处理协同：预处理阶段投加PAC可降低SS和部分COD，改善废水可生化性，使生化系统（如A/O工艺）更高效地降解氨氮和剩余有机物；深度处理阶段投加PAC可进一步降低COD和色度，满足排放标准。

与高级氧化协同：焦化废水中的难降解有机物（如多环芳烃）可通过高级氧化（如Fenton氧化、臭氧氧化）降解为小分子有机物，再投加PAC混凝去除氧化产物（如中间体），实现“氧化-混凝”协同处理。

与吸附工艺协同：PAC混凝可去除大部分悬浮物和部分溶解性有机物，剩余有机物可通过吸附剂（如活性炭）进一步去除，形成“混凝-吸附”组合工艺，提高出水水质。

聚合氯化铝（PAC）在焦化废水处理中具有混凝效率高、适应性强、成本适中等优势，是预处理和深度处理阶段的核心药剂之一。通过优化pH、投加量，并与PAM、生化处理、高级氧化等工艺协同，可有效降低焦化废水的SS、COD、色度和重金属含量，满足排放或回用要求。

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