铁系和铝系净水剂在给水与排水处理中性能研究
  •   添加时间:2012-3-22 
    铁系和铝系净水剂是广泛用于各类给水与排水处理方面的两大类无机絮凝剂。随着人们生活水平的不断提高和各种天然水环境状况的日益恶化,人们对水处理工业提出了越来越高的要求,尤其是自来水的絮凝净化。铝系净水剂能形成强而多的矾花,但处理后的水体中往往残留较多的铝离子(Al3),对人体有着累积性的潜在危害,应在保证絮凝效果在前提下尽量减少铝系药剂的投加量;铁系净水剂的矾花密实粗大,但由于三价铁离子(Fe3)带有厚重的铁锈色,投加不当会对饮用水及色度要求严格的各种工业用水产生不良影响,且铁系净水剂一般酸度较大,使用时难免使人产生各各顾虑。为了克服铁纱和铝系净水剂的上述不足并综合其优良的絮凝性能,我们选取二种最具代表性的无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁和聚合硫酸铝进行配伍了,制得了一种新型复合无机高分子絮凝剂?聚合硫酸铁铝混合液。由于聚合铁与聚合铝两种混凝组分的共存互补,它更能知应原水水质的变化,以其进行深入研究必将有务推动无同高分子絮凝剂沿着复合化方向迅速发展,具有重要的理论价值和现实意义。   聚合硫酸铁铝混合液的制备   2.1聚合硫酸铁溶液的制备   硫酸亚铁溶液在一定温度、压力、酸度及催化剂的作用下,被氧气氧化后,再经水解、聚事即制得红褐色粘稠状液体聚合硫酸铁溶液。经分析产品盐基度为14%,PH约等于0.52,总铁含量为166.5/g.L-1   2.2聚合硫酸铝溶液的制备   准确称取一定量的固体硫酸铝,缓缓加入剩装一定蒸馏水的烧杯中,加热使之溶解,并在保持一定的温度条件下,加入一定量Ca(OH)2,经反应、聚合和熟化,即可制得咸化度约30%,PH约等于1.65,A2LO3含量7.4%的聚合硫酸铝溶注解。   2.3聚合硫酸铁铝混合液的制备   利用以上方法制德的聚合硫酸铁溶液和聚合硫酸铝溶液,按照铝铁摩尔比分别为1.28,0.64,0.32,0.21,0.16共五种方式进行混合、反应即可配制5种聚合硫酸铁铝混合液。聚合硫酸铁铝混合液需经过24h陈化才能达至性能稳定,而本研究所用各净水剂均经1个月陈化处理,这种经陈化处理的净水剂在室温条件下继续存放3-6个月未见任何外观及品质的进一步变化。   3混凝试验   3.1实验仪器与设备   1JJ-3六联电动搅拦机,可定时定速,由广州市达科技发展公司定做;2PHS-3C型酸度计,PH值检测范围0.00-14.00,读数精度正负0。OLPH,上海伟业仪器厂出品;3MD8100型可调连续注射移液器,可连续、分次准确注射1-5000试验样品,日本NICHIRYO公司生产;4METTLER/TOLEDO公司出口;5DR/2010型数字式分光光度计,可准确测量包括在浊度、色度、COD等常规项目430余种,美国HACH公司制造。   3.2实验材料   实验所用硅藻土为PF-5-ITEM型硅藻土(USP进口分装),由广州市化学试剂玻璃仪器批发部提供;实验用水(包括配制模拟水样及各种标准溶液)均为本实验室自制的去离子?双蒸水;实验室民用其余材料均为分析纯化学试剂,未经进一步提纯或活化等处理而直接使用。   3.3模拟水样的配制方法   模拟水样通过标准方法配制:通过向去离子一双蒸水中投加一定量(30-100/mg.L-1硅藻土,静置一定时间(-5h)后,撇去下层沉淀即可制得具有一定浑浊度的模拟水悬浊液。   3.4混凝试验方法   所用混凝试验均在JJ-3六联动搅拦机上进行,且每次同时试验5个水样。具体的试验方法与步骤如下:1将5个水样同时在约150rpm的速成度下快速觉拦,投入一定量(用连续注射液器分别按5、7.5、10、12.5和15/L.-1五种比率直接投加药剂原液)净水剂,继续快速搅拌速度调低至50rpm,慢速搅拦10min;3静置一定时间(5、810或15min)后,然后用50ml针筒在距液面约0.5cm处吸取上层清液,并在DR/2010型数字式分光光度计上测量其残余浊度。   4实验结果与讨论   4.1铝铁摩尔比对PFAS混合液絮凝效果的影禹   相同模拟水样浊度下,具有不同的铝铁摩尔比的PFAS混合液,药剂投加量对絮凝效果的影响如表1所示(静置时间约定为10min)。   由表1可以看出,无论是低浊度(36NTU)或是高浊度(94NTU)的水样环境,铝铁的摩尔比在0.16-1.28之间的各种PFAS都能满足饮用水处理的出水浊度要求。相比之下,铝铁摩尔经为0.64时处理效果最理想。本试验所合成的PFS为红褐色粘稠液体。其PH值为0.52,而PAS为无色清亮溶液,其PH值为1.65,可见铝铁摩尔比越大即PAS所占比例越大,则最终配伍而成的PFAS的PH值越高,色度越浅。铝铁摩尔比为0.64的PFAS混合液色度较浅,PH约等于1.0,当其药量达7.5/L-1时,出水浊度已通达到国家饮用水质量指标(GB5749-85)要求,可以认为PFAS的投加量少,对处理饮用水的PH值基本无影响。仔强观察试验中的絮凝过程中发现,慢搅拦仅3min,在水样中已可明显看到粒状矾花;在静置过程,分别在静置5、8、10、15min后吸取后部清液测定余浊度,除第一个样品之外,后三个样品的浊度已基本不变,这充分说明PFAS形成矾花迅速而且粗大,沉降速度快(在8min内已能完全澄清),可以缩短水样在处理系统的停留时间,从而有望幅度提高系统的水处理能力。   4.2PFAS与PFS、PAS的絮凝特性对比   采用两组不同原始浊度(32NTU和90NTU)的水样,在同等浊度条件下,对铝铁摩尔比为0.64的PFAS混合液与PFS、PAS的絮凝性能进行了对比实验,结果如表2所示。   PFAS混合液、PFS和PAS三种絮凝剂的絮凝效果均极其优越,其净水性能相差不大,但相对而言,PFAS的综合净水效果更为优越一些,它更有适应原水浊度的变化。本试验采用的PFAS,其Al2o3含量为3.4%,Fe3的含量为5.9%,从减少处理地后水系统的残余铝含量,减少铁系净水剂酸度及色度等因素考虑,PFAS的综合性能是最忧的,因而选用铁铝兼备的PFAS对扩展无机絮凝剂的应用范围,强化絮凝沉降效果,保持净化水质的稳定笥等有着积极的意义。   5结论   通过以上分析研究,可归内出以下几点意见和结论:1PFAS属阳离子无机高分子絮凝剂,兼具铁铝混凝的优良性能,适应原水水质变化的能力更强;2PFAS是以PFS和PAS按照一下比例配伍而成,它可根据某地区水原水质状况,调速铝铁含量及比例以定向配制专用PFAS净水剂;3本研究所采用的水样是模拟水样,水质状况相对比较单纯,其结果仅具有相对意义和参考价值,对于实际应用中较复杂的水质,其详细的絮凝、净化效果仍须经过现场试验方法进一步检验。
    文章来源:巩义市鑫升净水材料厂  访问商铺     我要打印   IE收藏   放入公文包 
鲁公网安备 37030402000366号