在我国工业开展历史上，陶瓷行业扮演着重要的角色，随着生产技术的不时提升以及建筑行业的日益开展，陶瓷的需求量及生产量也随之增加。陶瓷生产过程中不只需求大量的能源投入，同时也需求大量耗费自来水，随之产生大量陶瓷工业废水(以下简称陶瓷废水)。陶瓷废水浊度高、泥沙含量大，若不经处置直排，不只会梗塞生产系统排水管网，而且会影响周边市政排水系统的正常运转。

　　2013年11月，工信部发布《建筑卫生陶瓷行业准入规范》，明白请求陶瓷企业“采用清洁生产技术，固体废弃物资源化再应用，建筑陶瓷工艺废水全部回用，卫生陶瓷工艺废水回用率不低于90%，污、废水应处置达标前方可排放”。从上述政策请求可知，陶瓷工业废水的净化回用是陶瓷企业完成清洁生产的关键问题所在。

　　由于陶瓷废水具有固体悬浮物含量高的显著特性，因而，在其处置过程中必需要实施絮凝处置。现有的陶瓷废水运用的絮凝剂普通分为无机和有机絮凝剂两类。无机絮凝剂多为硫酸铝、硫酸铁、聚合氯化铝等，其主要优点在于本钱低廉，缺陷在于无机絮凝剂的分子量普遍较小，构成絮体尺寸小，处置后的上清液浊度较高，回用效果不佳，回用周期短;而有机絮凝剂主要有瓜二胶、聚氧乙烯、聚丙烯酰胺等，其优点在于分子量大，构成絮体尺寸大，回用周期长，絮凝速度快，其缺陷主要是本钱昂贵，经济性不佳。另外，有机絮凝剂自身不带电，关于陶瓷废水中带电微细颗粒的去除，通常需与无机絮凝剂复合运用，从而有效降低陶瓷废水的上清液浊度。

　　笔者结合广州某陶瓷企业的生产实践，将实验室自制的无机-有机杂化絮凝剂应用于该陶瓷企业的废水处置工艺中，并与现场原有絮凝剂的絮凝效果实施比照，考证其应用于陶瓷工业废水处理过程的可行性。

　　1、实验局部

　　1.1 陶瓷废水处置工艺引见及问题剖析

　　由前言可知，陶瓷废水中固体悬浮物为主要待处置污染物，而陶瓷废水的固液别离主要由絮凝过程完成，由于絮凝剂的品种不同，各有优劣，综合思索运转本钱及絮凝效果，国内很多陶瓷生产企业选择无机、有机絮凝剂复合运用。以广东某陶瓷企业为例，该陶瓷企业的切割工序及抛磨工序的清洗废水首先在沉降池内实施初级絮凝处置，絮凝剂为聚合氯化铝，经过初级絮凝处置后的上清液经过溢流返回循环水池，经过二次沉降后返回车间回用，沉降池内的絮体与板压机滤液混合成为泥浆，并由池底出浆口泵入压滤车间，压滤前在混合泥浆中参加非离子型聚丙烯酰胺以进一步增大絮体尺寸，起到助滤的作用，压滤后滤饼运回上游原料车间混料，滤液回流至沉降池混浆。该工艺固然能够很好的综合无机、有机絮凝剂的各自优点，在低本钱运转的条件下完成较好的絮凝效果，但初级絮凝过程当选用聚合氯化铝作为絮凝剂，絮凝后的上清液浊度很高，固然能够勉强到达回用请求，但回用周期短，循环次数多，动力本钱增加。此外，聚合氯化铝分子量较小，经初级絮凝产生的絮体尺寸较小，容易在沉降池底部发作板结，影响系统的稳定运转。

　　1.2 实验所用仪器与试剂

　　仪器：采用X射线荧光光谱仪(AXIOS-MAX)测定陶瓷废水中固体悬浮物的元素组成;X射线衍射仪(X'PertMPD)实施陶瓷废水中固体悬浮物的物相组成剖析;激光粒度仪(LS13320)测定尾矿的粒度散布;光电浊度仪(MZT-3)测定浊度;JJ-1精细电动搅拌器实施定时定速的搅拌。

　　试剂：阳离子型无机-有机杂化絮凝剂HLM(实验室自制)，聚丙烯酰胺絮凝剂PAM(现场运用)。

　　原料：广东某陶瓷厂生产过程中的陶瓷废水。

　　1.3 陶瓷废水来源及特性

　　陶瓷企业生产工序繁多，而含泥废水主要来源于各清洗工序，约占生产废水总量的95%，废水中颗粒的固含量为10wt%左右，即100g/L。粒径散布如图1所示。颗粒粒径散布在1～40μm之间，均匀粒径为12.94μm，且90%的颗粒粒径小于30μm。颗粒物相剖析如图2所示。由上述剖析可知，陶瓷废水中的固体悬浮物主要为石英相和极少量的残留粘土。但是由于石英本身比重较小，在粒径较小的状况下难以依托本身重力快速沉降。此外颗粒外表电位测得为-6.59mV，颗粒间的静电斥力进一步障碍了颗粒间的凝聚及快速沉降，也相应增大了絮凝的难度。

　　1.4 实验办法

　　将实验室自制的无机-有机杂化絮凝剂HLM与生产运用的絮凝剂PAM配制成质量浓度为0.1wt%的溶液，在搅拌条件下按一定计量比(絮凝剂质量/陶瓷废水体积)参加至500mL陶瓷废水中，在转速500rpm条件下搅拌1min，300rpm下搅拌2min，之后将悬浮液疾速转移至500mL量筒中，在特定的沉降时间点分别记载固液分界面廓清高度及上清液浊度。

　　2、结果与讨论

　　2.1 沉降结果比照

　　将杂化絮凝剂HLM和生产所用絮凝剂PAM分别参加至固含量为10wt%的陶瓷废水中，结果如图3所示。无絮凝剂添加时，沉降时间在20min内无明显固液分界面，故将空白实验的初始沉降速率记为0m/h。当添加1mg/L絮凝剂时，PAM和HLM均能将初始沉降速率分别提升至10.2m/h和10.26m/h。继续添加絮凝剂，悬浮液初始沉降速率简直无明显增长。当絮凝剂添加量为5mg/L时，PAM可将上清液浊度由空白实验中的降至2507.5NTU，而HLM可将上清液的浊度降低至19.53NTU，上清液比照图如4所示。之后上清液的浊度值随絮凝剂投入量的继续增加而趋于稳定。结果标明，与现场絮凝剂PAM相比，杂化絮凝剂HLM在陶瓷废水的除浊方面表现出明显优良的性能。这主要是由资料的杂化构造及成分组成所决议的。一方面，杂化构造有利于有机高分子链吸附架桥作用的高效发挥;另一方面，无机组分的电中和作用可中和微细颗粒外表的负电荷，促进颗粒间的脱稳凝聚以及有机组分的吸附架桥作用的高效发挥。当絮凝剂HLM的投入量为1.7mg/L时，可到达与PAM在投入量为5mg/L时同等的效果。

　　2.2 絮体特性比照

　　经过聚焦光束透射丈量(FBRM)手腕测得经PAM和HLM絮凝后得到的絮体弦长散布，如图5所示。与空白实验相比，絮凝后的颗粒弦长明显由低数值向高数值偏移，阐明大量悬浮颗粒经絮凝后构成大粒径的絮体，从而在陶瓷废水中快速沉降。比照HLM和PAM构成的絮体弦长散布能够看出，两种絮凝剂均将大量颗粒絮凝构成大粒径絮体，而PAM因不具备电中和才能无法中和颗粒外表电荷，静电斥力的存在障碍了微细颗粒间的凝聚，从而造成了大量小粒径颗粒的残留，在沉降实验结果中表现为上清液剩余浊度较高。

　　采用颗粒录影显微镜拍摄了经PAM和HLM絮凝后得到的絮体照片如图6所示。在空白实验中，悬浮颗粒粒径较小，且平均悬浮于陶瓷废水中。比照HLM和PAM构成的絮体照片能够看出，HLM构成的絮体较为密实，而PAM构成的絮体较为松懈。一方面来讲，杂化絮凝剂的构造促进了有机高分子链与颗粒间的高效吸附;另一方面，杂化絮凝剂中无机组分电中和作用和有机组分吸附架桥作用的高效协同促进了颗粒的凝聚絮凝，从而有利于密实絮体的构成。而颗粒间静电斥力的存在可能是障碍HLM架桥吸附而造成构成絮体较为松懈的主要缘由。

　　2.3 废水处置本钱效益剖析

　　关于陶瓷废水，若直接采用絮凝剂PAM或HLM一步处置，若到达同等的处置效果(上清液浊度约为2507.5NTU)，杂化絮凝剂HLM用量(1.7mg/L)为生产用絮凝剂PAM(5mg/L)的1/3。生产运用絮凝剂PAM单价1.3万元/t，杂化絮凝剂HLM的单价为2万元/t，那么PAM处置陶瓷废水的药剂本钱为0.065元/t，HLM处置陶瓷废水的药剂本钱为0.034元/t(约为PAM的1/2)。就现场聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)复合工艺而言，当PAC和PAM的用量分别为2.5mg/L和5mg/L，此时废水的上清液浊度可降低至1500NTU，到达上述效果所需杂化絮凝剂HLM的用量为2mg/L。PAC的价钱为1500元/t，经预算，PAC和PAM复合将陶瓷废水的上清液浊度降低至1500NTU时，药剂本钱为0.069元/t，此时HLM的处置药剂本钱为0.04元/t(约为PAM的4/7)。当杂化絮凝剂的投加量为5mg/L时，可将陶瓷废水的上清液浊度降低至19.42NTU，已到达废水悬浮物含量排放规范，并可直接回用于陶瓷制备流程，此时陶瓷废水的药剂处置本钱为0.1元/t。

　　与陶瓷废水复合处置工艺相比，单步处置工艺一方面可简并废水处置工艺流程，另一方面可防止由无机絮凝剂絮凝工段因絮体粒径小而形成的板结，坚持废水处置系统的高效稳定运转。

　　3、结论

　　将实验室自制无机-有机杂化絮凝剂HLM应用于陶瓷废水的絮凝处置，实验结果标明，该絮凝剂在投入量为5mg/L时，可将陶瓷废水的上清液浊度降低至19.42NTU，已到达废水悬浮物含量排放规范，并可直接回用于陶瓷制备工艺流程。

　　与传统单独运用聚丙烯酰胺絮凝剂PAM的工艺相比，到达相同废水处置效果，无机-有机杂化絮凝剂HLM可将陶瓷废水处置的药剂本钱降低50%。与现场将聚合氯化铝PAC和聚丙烯酰胺PAM复合运用的工艺相比，杂化絮凝剂HLM可将陶瓷废水的处置的药剂本钱降低40%。