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物理化学法在工业废水处理中的深度应用:混凝与吸附技术的协同创新

1 技术原理
混凝技术:通过投加无机混凝剂(如PAC、硫酸铝)或有机高分子絮凝剂(如PAM),中和胶体颗粒表面电荷,形成“吸附架桥”效应,使微小悬浮物聚集成大絮体后沉降。
吸附技术:利用活性炭、硅藻土、改性沸石等多孔材料的巨大比表面积(500-1500 m²/g),通过物理吸附(范德华力)或化学吸附(离子交换)去除重金属(如Cr³⁺、Pb²⁺)及有机污染物(如苯系物、酚类)。

2 工艺流程设计
典型流程:

废水 → 调节池(pH调整至6-8) → 混凝反应池(投加PAC 50-200 mg/L,搅拌20 min)  
→ 沉淀池(HRT=2 h) → 活性炭吸附塔(空床接触时间30 min) → 出水

关键参数:

  • 混凝剂投加量需通过烧杯试验确定;

  • 活性炭吸附容量:苯酚约0.3 g/g,铅离子约150 mg/g;

  • 再生方法:热再生(800℃蒸汽活化)或化学再生(NaOH溶液脱附)。

3 案例深度分析
某电镀厂废水处理项目

  • 原水水质:Cu²⁺ 50 mg/L,COD 800 mg/L,SS 300 mg/L;

  • 工艺改进:

    • 采用两级混凝:先投加FeSO₄(100 mg/L)还原Cr⁶⁺,再用PAC+PAM混凝;

    • 吸附塔填充椰壳活性炭(粒径1-3 mm),设置反冲洗系统防止堵塞;

  • 处理效果:

    • 出水Cu²⁺ < 0.1 mg/L,COD < 50 mg/L;

    • 活性炭更换周期延长至6个月(原为3个月)。

4 技术挑战与创新方向

  • 痛点:传统活性炭成本高(8000-12000元/吨),再生效率仅60-70%;

  • 解决方案:

    • 开发农业废弃物吸附剂:稻壳炭(成本2000元/吨,吸附量达商用炭的80%);

    • 磁性纳米复合材料:Fe₃O₄@SiO₂可实现快速磁分离回收,重复使用5次后效率仍>90%。


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