加载絮凝工艺协同作用机理研究

针对传统混凝工艺处理电子工业废水所存在的问题，即运行成本偏高、耐水质冲击负荷能力差、产泥量多、污泥松散、沉淀效率低、滤池负荷过重等，对深圳、东莞两地典型电子工业废水的混凝处理工艺进行现场调查，确定典型代表企业、各类废水不同时段的典型污染物浓度；然后设计实验室模拟研究系统，针对电子工业无机和有机两类废水，结合现场调查和实验室研究结果，重点研究加载絮凝工艺过程"胶质凝核"的结构特征，形成、启动及加速动力学，揭示"胶质凝核"协同作用机理的内在本质，并建立"胶质凝核"选择性作用机理；应用"胶质凝核"协同作用机理，进一步研究不同污染条件下加载絮凝工艺针对性水质调控方法，优化其程序和参数，实现加载絮凝工艺的过程控制，建立能够适应不同水质负荷梯度的新型高效絮凝澄清系统，进一步完善更新混凝工艺理论体系。

本项目针对深圳典型电子、电镀企业原水水质及运行现状开展了调查研究，选取了典型企业废水作为目标研究物，组建了电子工业废水实验室模拟实验系统。重点探讨了加载絮凝工艺处理无机和有机工业废水的处理效能和“胶质凝核”的协同作用机理。在此基础上，提出了“胶质凝核”混凝理论体系，建立了以加载沉降因子SVr作为絮凝沉淀评价指标的动力学模型，构建了加载絮凝高效澄清工艺框架，并在典型企业开展了生产性试运行。.重要研究结论和成果如下：1）调查发现各种废水的原水水质中的目标污染物指标因受工序生产方式、生产周期等因素的影响波动很大，在常规工艺运行条件下，各类废水的达标率绝大部分在90%以下，产泥率都在1.5（kg/m3）以上，最高达4.07（kg/m3）；成本多在4元/m3以上，最高达5.79元/m3。2）实验室模拟研究表明电子工业废水处理中，加载絮凝工艺的净水效能远高于传统工艺，加载絮凝工艺的絮体密实，沉淀初期分形维数都在1.92以上，“胶质凝核”具有形态构造上的优越性。3）荧光摄像、电镜扫描图像证明了加载絮凝工艺所形成的絮凝体远比传统絮凝工艺所形成的絮凝体致密得多，且加载絮凝絮体更趋于收缩成球体，快速沉淀； XRD结果也表明加载絮凝工艺絮体中的F/Ca约为传统絮凝工艺的2.05倍，石灰得到了充分的利用，除F、Ca外，其它无机成分都是传统絮凝工艺的1.5倍以上，且都与絮体紧密结合，形成致密絮凝体。4）生产性试验运行效果表明，采用加载絮凝工艺处理电子电镀废水，其一类污染物可降至广东省限值标准的10%以下，二类污染物除CODcr、F外，其它污染物都降至广东省一级排放标准的20%以下（CODcr为35%，F为52%），污泥量降至传统工艺的40%以下，运行成本降至传统工艺的40%以下，取得了良好的经济和社会效益。.本项目研究期间发表和录用论文12篇（其中SCI收录3篇，中文核心收录5篇）；参加国际会议2人次，国内会议1人次；培养研究生6人（已毕业3人）。