工业循环冷却水在循环使用过程中,随着循环水的不断浓缩及蒸发,当水系统中具有结垢倾向的离子浓度超过一定限度时,就会形成水垢沉积在设备表面,水垢不但影响系统的冷却效果,同时还给冷却管路系统造成腐蚀,导致冷却管路穿孔泄漏。因此,循环水中防垢十分重要。
聚丙烯酸(PAA)作为一种水溶性聚合物阻垢分散剂因阻垢性能良好、用量少、少(无)公害以及较好的协同与溶限效应,被广泛用于循环冷却水系统。PAA去除方法包括膜分离和絮凝法等,由于PAA在废水中的分散性较好,难生物降解,导致操作复杂且成本较高。李玉江等公布了一种处理含水溶性聚合物(聚丙烯酰胺)废水的方法,调节pH值后加入MgCl2、NaOH形成絮状,振荡后离心达到去除的目的。针对目前处理PAA废水方法少且成本高的难题,作者提出了一种利用紫外光解法处理聚丙烯酸废水的方法,并进行了条件的优化以及其他离子的影响实验。
1、实验部分
1.1 试剂与仪器
PAA、十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227):山东泰和水处理科技股份有限公司;H2O2:质量分数为30%;氯化钙、氯化镁;氯化钠、硫酸钠、氢氧化钠;盐酸:质量分数为98%;以上试剂均为分析纯。
分光光度计:UV-2450;pH计:Phs-3C;电热恒温鼓风干燥箱:GZX-9140MB;紫外低压汞灯:10W。
1.2 测定方法
水样中PAA浓度的测定方法为浊度法。取50mL待测样品于50mL比色管中,加入7.00mL1227标准液,摇匀。放置25min后,以蒸馏水为空白,在波长411nm处用1cm比色皿测定溶液吸光度。1.3实验方法配制的溶液为w(PAA初始液)=40%,ρ(PAA标准液)=160mg/L;w(1227初始液)=44%,ρ(1227标准液)=1760mg/L,w(H2O2使用液)=3%;ρ(CaCl2使用液)、ρ(MgCl2使用液)、ρ(NaCl使用液)、ρ(Na2SO4使用液):均为10g/L。
取6.25mL的PAA标准液于100mL容量瓶中,加入0.45mL的H2O2使用液,定容,摇匀,用紫外低压汞灯光解15min,取50mL光解后的水样于50mL比色管中,加入7.00mL1227标准液,摇匀,放置25min后,以去离子水为空白,在波长411nm处用1cm比色皿测定溶液吸光度。
2、结果与讨论
2.1 标准曲线的测定
分别取0、0.625、1.250、1.875、2.500、3.125、3.750、4.375、5.000mLPAA标准液于50mL比色管中,定容,加入7mL1227标准液,摇匀。静置25min后,以蒸馏水为空白,在波长411nm处用1cm比色皿测定溶液吸光度,以ρ(PAA)为横坐标,吸光度A为纵坐标绘制标准曲线
NH+4-N的去除包括微生物同化作用和硝化作用,主要是依靠硝化细菌进行硝化反应来实现。由图2b可知:进水ρ(NH+4-N)为32~44mg/L,强化A/O工艺出水平均ρ(NH+4-N)为0.59mg/L,平均去除率达到98%,而常规A/O工艺出水平均ρ(NH+4-N)为2.44mg/L,平均去除率为92%。可以得出:投加BF填料提高了系统对NH+4-N的抗负荷能力,强化A/O工艺好氧池由于加入BF填料,生长周期较长的硝化细菌可以在BF填料上生长,相应地延长了硝化细菌的停留时间,从而提高了硝化细菌的数量,因此强化A/O工艺具有高效的NH+4-N去除效果。
由图2c可知:进水ρ(TN)为36~54mg/L,强化A/O工艺出水平均ρ(TN)为4.6mg/L,平均去除率达到86.3%,高于常规A/O工艺出水TN的平均去除率82.3%。这是由于在好氧池中生物巢内部也存在缺氧微环境,同样会进行部分反硝化去除TN,且在缺氧池内加入了BF填料,反硝化细菌可以固定生长在填料上,在相应的微环境生长成为特定的优势菌种,故强化A/O工艺TN去除率较高。