对钠盐型和铵盐型含硫工业废水进行脱硫处理，采用均匀设计法设计试验，得到定量描述试验内在规律的多元非线性回归方程。用该回归方程计算的预测值与试验结果一致。对影响脱硫效果和脱硫效率的影响因素———絮凝剂投加量、ph以及废水含硫量进行了考察。利用回归方程，对反应体系进行了模拟优化处理。研究表明，在试验条件下，用聚合氯化铝作为絮凝剂、ph=7的条件下，采用两段工艺，可以使脱硫后废水含硫量降至40mg/l以下，满足下游污水处理装置对含硫量的要求。
1 试验部分
1.1 废水来源
1#原水为制革废水，钠盐型，硫主要以na2s的形式存在，ph=12。
2#原水为炼油废水，铵盐型，硫主要以nh4hs、(nh4)2s存在，ph=9。
1.2 试验仪器和试剂
phb29901ph计；my300026智能型混凝试验搅拌仪。
聚合氯化铝(pac)；硫化物测定相关试剂。
1.3 试验及分析方法
1.3.1 试验方法
500ml的原水置于1000ml烧杯中，加药后用六联同步自动升降搅拌机以300r/min快搅60s，然后以60r/min慢搅5min，静置1h后，取上清液，测定含硫量。
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1.3.2 分析方法
采用碘量法测定含硫量。
2 试验设计及结果讨论
2.1 试验设计
筛选了pac作为脱硫絮凝剂，对其脱硫效果进行了较全面的研究。采用均匀设计法，对pac投加量、原水ph和含硫量进行了考察。试验共选用3因素10水平。含硫量采用拟水平。选用均匀设计试验表为u10(102×5)，d(均匀设计系数)为0.1878。
2.2 试验结果与讨论
2.2.1 脱硫试验条件与结果
试验条件与试验结果见表1。序号1～10为1#原水(x1)，序号11～20为2#原水(x2)，x3为ph。用脱硫量(δs)和脱硫率(y)来表征脱硫效果，以单位pac脱硫量(z)来表征脱硫效率，计算公式见式(1)至式(3)。
δs=s0-si (1)
y=δs/s0×100% (2)
z=δs/x4 (3)
式中：s0、si分别为原水含硫量、脱硫后废水含硫量，mg/l；x4为pac投加量，mg/l。
采用多元非线性回归对试验数据进行处理，得到多元非线性回归方程，见式(4)至式(6)。
δs=a10+a11x3+a12x4+a13s0+a14x23+a15x24(4)
z=a20+a21x3+a22x4+a23s0+a24x32+a25x42(5)
lny=a30+a31x3+a32x4+a33s0+a34x32+a35x42(6)
式中：aij为回归系数，与原水性质有关；i为1～3自然数；j为1～5自然数。1#原水的多元非线性回归方程具体为式(7)至式(9)。
δs=-23.41+30.97x3+1.30x4+0.64s0-4.95x23-2.94×10-3x24(7)
z=10.66-0.30x3-0.09x4+5.02×10-3s0+0.019x23+1.64×10-4x24(8)
lny=3.41+0.23x3+1.76×10-3x4-3.22×10-4s0-0.03x23-3.73×10-6x24(9)
2#原水的多元非线性回归方程具体为式(10)至式(12)。
δs=-37.84+64.64x3+1.12x4+0.31s0-7.56x23-2.63×10-3x24(10)
z=5.84+0.21x3-0.04x4+1.12×10-3s0-0.04x23+0.59×10-4x24(11)
lny=4.06+0.50x3+4.98×10-3x4-1.21×10-3s0-0.05x23-1.17×10-5x24(12)
用回归方程式(7)至式(12)进行预测计算，并进行了验证试验，其结果见表2。预测值与试验结果基本一致，表明回归方程是可靠的。
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2.2.2 工艺参数对脱硫效果的影响
ph对脱硫量的影响见图1。从图1可见，ph对脱硫量有较大的影响，且存在最佳值。根据图1推测以及式(8)、式(9)、式(11)和式(2)的计算可知，不同的pac投加量时，y(z)—ph曲线也是一组平行线。
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pac投加量对脱硫效果和脱硫效率的影响见图2。pac对脱硫量和脱硫率的影响是一致的，存在最佳值，但单位pac脱硫量一直是在下降的。在试验条件下，当pac投加量达到200mg/l时，脱硫量和脱硫率开始下降，单位pac脱硫量稳定在一个较低的水平，说明过多增加pac的投加量是不适宜的。这与有关研究结论相同。
原水含硫量对脱硫效果的影响见图3，脱硫量随着原水含硫量的增加而增加。不同的pac投加量时，是一组平行线，不同的原水其增加的趋势不同，但脱硫率是降低的(见图4)。从图1、图3和图4可以看出，1#原水比较容易脱硫，2#原水脱硫难度大得多。两者的脱硫率相差10%～25%。
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根据式(7)至式(12)计算可知，ph为4时，脱硫量、脱硫率和单位pac脱硫量最高。由于含硫废水的ph通常为碱性，要调整ph需要消耗大量的酸，增加运行成本和安全性等不利因素。含硫废水的ph为4～5时，对设备的腐蚀将带来严重的问题，且其再利用也有一系列困难，因此进水选用ph为7左右。
当原水含硫量较高(600mg/l)时，在ph为7的条件下，采用两段工艺调整pac的投加量，结果见表3。由于脱硫效率的限制，脱硫后出水中含硫量为200mg/l，达不到下游装置进水对含硫量的要求，因此可以采用两段流程，将含硫量降至40mg/l以下，满足下游装置要求。
表3 两段工艺脱硫效果
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结 论
试验中选用制革废水和炼油废水进行脱硫处理。在相同的工艺条件下，这两种原水脱硫性能差别很大。因此，必须针对原水的特性，合理优化工艺参数，才能获得最佳的脱硫效果。
(1)ph为4时脱硫率达到最大值；pac投加量超过200mg/l后脱硫率不增加；随着原水含硫量增加，脱硫率一直降低。
(2)ph为4时，单位pac脱硫量达到最高值；随着原水含硫量的增加，脱硫量和单位pac脱硫量增加；由于原水含硫量和pac投加量的不同，单位pac脱硫量的最高值也不同；pac投加量增加时，单位pac脱硫量降低。说明增加pac投加量，对提高单位pac脱硫量是不利的。因此，需要根据其他参数选择最佳的pac投加量，以降低运行成本。
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