石材業(yè)加工廢水處理技術

石材加工是目前產(chǎn)值最大的非金屬礦產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)生石材廢水。不同于常規(guī)礦粉廢水，石材廢水中含有石粉、部分石油烴、大量表面分散劑及少量氯化銨、亞硝酸鈉等無機鹽類添加劑，性質與浮選礦廢水相似。由于該廢水COD 含量偏高，自然沉淀產(chǎn)物十分密實，直接排放往往造成水生生物死亡、土壤覆蓋板結的問題，造成嚴重的環(huán)境破壞。據(jù)調(diào)查，泉州市的大部分石材加工企業(yè)產(chǎn)生的石材廢水沒有得到處理。有些村鎮(zhèn)雖然制定了污水處理方案，但存在嚴重的監(jiān)管漏洞。同時調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采用自然沉降滲透法(泉州地區(qū))或加聚合氯化鋁絮凝法(寧德地區(qū))處理后廢水的含油量大，處理速度慢，依然存在二次污染。據(jù)相關企業(yè)反映現(xiàn)有石材廢水污染需要解決的問題：(1)低成本沉淀處理;(2)現(xiàn)有處理技術產(chǎn)生的石粉沉淀密實度很高只能挖取，必須進行改進。

由于石材廢水中含有大量表面分散劑和石油烴，導致石粉顆粒表面帶有大量負電荷，傳統(tǒng)用于采礦廢水處理的電中和技術沉淀效果差。目前處理石材廢水的方法中，基本不進行電中和的常規(guī)絮凝法(硫酸亞鐵/石灰絮凝、PAM 絮凝)效果很差;進行弱電中和的絮凝法因絮凝劑用量≥0.2%，沉降速度一般<0.5 cm/min，出水渾濁，處理效果不好等缺點，而不易推廣;進行強電中和的絮凝法(電絮凝法) 據(jù)報道其效果很好，沉淀也較疏松容易抽取，但設備投資費用大。

不同于直接絮凝的傳統(tǒng)處理思路，筆者提出了一種石灰/鹵水體系+PAM 的處理工藝，并對絮凝劑的品種及用量、鹵水用量、SS 與COD 的去除效果及石粉沉降速度進行了探討。

1 實驗部分

1.1 水樣來源與水質

實驗水樣取自福建省晉江市裕豐石業(yè)有限公司產(chǎn)生的石材加工廢水，其SS 為40 mg/L，pH 為7~ 8，COD 為78.2 mg/L，自然沉降后上清液吸光度為 0.120。

1.2 主要試劑與儀器

工業(yè)鹵水(固體質量分數(shù)30%，取自某鹽場);石灰粉(工業(yè)級);聚丙烯酰胺PAM(非離子型，工業(yè)級);PAC(鹽基度40，含鐵黃色固體，氣浮用藥;鹽基度70，黑色固體沉淀用藥;均為工業(yè)級);工業(yè)濾紙。 721E 可見分光光度計，上海光譜儀器公司; BS224S 電子天平，北京賽多利期儀器系統(tǒng)有限公司。

1.3 實驗方法

絮凝劑的選擇：取4 份水樣，每份各200 mL，分別加入石灰粉調(diào)節(jié)pH=10~11，充分攪拌1 min 后，分別加入聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化鋁(PAC)、鹵水+PAM，考察其絮凝效果。

鹵水用量的確定：分別取12 份200 mL 水樣于 250 mL 燒杯中，加入石灰粉調(diào)節(jié)pH 為11~12，攪拌后水樣開始絮凝形成小的絮凝體，再按水樣體積的 0.03%、0.05%、0.08%、0.10%、0.13%、0.15%、0.18%、 0.20%、0.23%、0.25%、0.28%、0.30%加入鹵水，進行對比實驗。充分攪拌后，記錄沉淀速度并取上清液測吸光度。將上清液用工業(yè)濾紙過濾后，再次測其吸光度。

SS 的測定：以自然干燥石粉為基準物質，以自來水為溶劑。在自來水中溶解干燥石粉，攪拌均勻后，用移液管分別移取20 mL 于干燥燒杯中，置于干燥箱中烘干，稱重，確定20 mL 樣品中含有的石粉質量。另1 個燒杯中的清液采用可見分光光度計測量吸光度，并分別稀釋為40、60、80、100、120、 140、160 mL，再測吸光度，繪制SS 含量標準曲線，對照標準曲線得出處理后石材廢水的SS 含量。 COD 的測定：根據(jù)國家標準水質高錳酸鹽指數(shù)的測定方法，測定原始廢水、自然沉降后上清液及處理后上清液的COD。

1.4 對比實驗

(1)電絮凝法。在電解池中以面積10 cm2 的鋁棒為陽極，1 cm2 石墨作陰極，控制電壓20 V，電流 0.03 A，電解10 min 后觀察現(xiàn)象并取清液測定吸光度。(2)聚合氯化鋁絮凝法。含鐵聚合氯化鋁與高聚度聚合氯化鋁各按廢水質量的0.05%投加至廢水中，處理10 min 后觀察現(xiàn)象并取清液測吸光度。

2 結果與討論

2.1 絮凝劑種類對凈化效果的影響

用石灰粉調(diào)節(jié)水樣pH=9，加入不同絮凝劑〔5〕，實驗中觀察到PAM 的沉降速度慢，基本不沉降;高鹽基度PAC 沉降速度快，上清液較渾濁，且藥品用量大;低鹽基度PAC 投加后無明顯絮凝現(xiàn)象;鹵水/ 石灰+PAM 體系(預先投加石灰維持其pH 為10~ 12，1 min 后投鹵水)在pH>10 后，石粉明顯失穩(wěn)呈疏松團聚狀態(tài)，投加鹵水后沉降速度較快，且上清液澄清，藥劑用量與PAC 相近但價格低廉，但如果先投鹵水再以石灰沉淀則處理效果較差。

由上述實驗現(xiàn)象可知，處理石材廢水的關鍵在于破壞表面活性劑，將其轉化為鈣皂沉淀后即可采用類似處理常規(guī)礦粉廢水的傳統(tǒng)方法進行處理。先投鹵水致使石灰無法與石粉吸附的表面活性劑作用，因此絮凝效果較差。鹵水/石灰+PAM 體系絮凝沉降速度快，且成本低于傳統(tǒng)的PAC 絮凝法。

2.2 鹵水用量對凈化效果的影響

2.2.1 鹵水用量對沉降時間的影響

用石灰固定水樣pH 為11~12，單獨投加鹵水，以25 mL 量筒作為沉降速度測量裝置，考察鹵水用量對沉降時間的影響