聚合氯化铝絮凝剂的性能研究

发布时间:2020-08-26 11:49

  聚合氯化铝絮凝剂的性能研究聚合氯化铝絮凝剂的性能研究 摘要 印染废水具有水量大、有机污染物浓度高、色度深、碱性大、 水质变化大、成分复杂等特点,属较难处理的工业废水之一。本文以 市印染厂废水为实验对象,采用无机高分子絮凝剂聚合氯化 铝(PAC)对其进行混凝实验,优化了PAC 的絮凝条件。结果表明, 当PAC 的加入量为500mg/L、溶液pH 值为8、搅拌强度为150r/min、 搅拌时间为10min、沉降时间为20min 时,对印染废水的絮凝效果达 到CODCr 去除率为72.63%、浊度去除率为87.14%,达到国家二级排 放标准。对比同等条件下,单分子铝絮凝剂(AS)对该水样CODCr 除率为50.34%、浊度去除率为65.91%的絮凝效果,PAC的絮凝性能 明显优于单分子铝。通过PAC 处理不同废水、不同絮凝剂处理印染废 水的横、纵向比较,本文进一步探讨了PAC 的絮凝性能。 关键词聚合氯化铝 絮凝剂 印染废水 水处理 关于絮凝剂的定义目 前有两种解释:其一,是根据胶体粒子聚集过程的不同阶段,即胶粒 表面改性(静电中和)及胶粒的粘连,将主要是胶粒表面改性或由于 压缩双电层而产生脱稳作用的药品称为凝聚剂;而将主要使脱稳后的 胶粒通过粒间搭桥和卷扫作用粘结在一起的称为絮凝剂。其二,把凝 聚剂和絮凝剂两者当作同义语,不加区分互相通用。本文基本上采用 后一种涵义[1]。实验部分1.1 仪器与试剂仪器:MY3000-6A-2 试验搅拌仪潜江市梅宇仪器有限公司722-s 可见光栅分光光度计 上海精密科学仪器有限公司pHS-3C 精密pH 上海雷磁仪器厂调节式万用电炉 通州市化学仪器有限公司BS 210 璃回流装置。试剂:98%的浓硫酸,硫酸银,硫酸铝,硅藻土,蒸馏水,重铬酸钾标准液(CK2Cr2O7=0.25mol/L)试亚铁灵指示液,硫酸亚铁胺 标准液[C(NH4)2Fe(SO4)20.1mol]:药品:固体聚合氯化铝,固体聚 合氯化铁,固体聚合硫酸铁铝,固体聚合氯化铝铁,均由市 有限公司提供。本文研究的固体聚合氯化铝絮凝剂,为淡黄 色固体,其氧化铝(Al2O3)的含量27.0%,盐基度在45.0%~85.0% 之间,水不溶物的含量3.0%,1%水溶液的pH 值在3.5~5.0 之间。 以上所用药品均为分析纯级别。印染废水水样由市印染厂提 供。1.2 分析内容与方法1.2.1 分析内容1.2.1.1 研究聚合氯化铝 对印染废水的絮凝效果,找出最佳加入量与最佳pH 值,并讨论它们 对聚合氯化铝絮凝效果的影响。1.2.1.2 探讨搅拌强度、搅拌时间、 沉降时间对聚合氯化铝絮凝效果的影响。1.2.1.3 比较聚合氯化铝和 硫酸铝对印染废水的絮凝效果。1.2.1.4 比较聚合氯化铝对不同废水 的絮凝效果。1.2.1.5 比较聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁铝、 聚合氯化铝铁对印染废水的絮凝效果。1.2.1.6 通过试验,列表作图 对比结果,得出论文结论。1.2.2 分析方法表1 分析方法项目 CODCrpH 浊度测定方法重铬酸钾法玻璃电极法分光光度法浊度—吸光 度线.3 印染废水水质分析颜色:蓝紫色;pH:7.86;CODCr: 415.7mg/L;浊度:436.2 NTU 结果与讨论2.1PAC 加入量对CODCr、 浊度去除率的影响分别量取六份200mL 水样于干净的烧杯中,各加入 0.025、0.05、0.075、0.1、0.5、0.15g PAC 絮凝剂,先以150r/min 的搅拌强度作用1min,然后以50r/min 的搅拌强度作用10min,在沉降 20min 的条件下,取上层清液,考察PAC 加入量对CODCr、浊度去除 率的影响,实验结果如表2、图2、图3 所示。表3 PAC 加入量对CODCr、 浊度去除率的影响PAC 加入量(mg/L)处理后水质CODCr 去除率(%) 浊度去除率(%)CODCr (mg/L)浊度 5242.9320.741.5626.48250188.8211.754.59 51.46 375148.1111.1 64.37 74.535006.5 79.7 69.58 81.73625137.7 98.566.87 77.41 750172.0 142.6 58.62 67.32 PAC加入量对CODCr 去除率的影 PAC加入量对浊度去除率的影响通过以上图表可知,PAC 凝剂的加入量对该水样的pH影响不大,其加入量应在400~600mg/L 之间。此时,PAC 絮凝剂对CODCr、浊度都有很好的处理效果。若加 入量较少,则不能很好地使胶体脱稳,不足以将胶粒架桥联接起来, 导致形成的絮体不够多、大,不能起到很好的吸附卷扫作用,絮凝效 果不够理想。若偏多,则会使胶粒的吸附面均被无机PAC 高分子覆盖, 两胶粒接近时,就受到高分子之间的相互排斥而不能聚集,产生“胶 体保护”作用,使絮凝效果下降,甚至重新稳定,即“再稳”。在实 验过程中,我们发现,PAC 对印染废水的脱色效果也很明显。原水样 的颜色为蓝紫色,加入PAC 后,颜色明显变浅,至最佳絮凝效果时, 基本上呈透明色。而由以上曲线可以看出,峰值出现在PAC 加入量为 500mg/L 时。此时,效果最佳,CODCr 去除率达69.58%,浊度去除率 达81.73%。故确定PAC 的最佳加入量为500mg/L。 2.2 pH 值对CODCr、 浊度去除率的影响分别量取六份200mL 水样于干净的烧杯中,将各水 样的pH 值分别调节至5、6、7、8、9、10,然后各加入0.1g PAC 凝剂,先以150r/min的搅拌强度作用1min,然后以50r/min 的搅拌 强度作用10min,在沉降20min 的条件下,取上层清液,考察在最佳 用量的情况下,不同pH 值对CODCr、浊度去除率的影响,实验结果 所示。表3pH 值对CODCr、浊度去除率的影响 般来讲,在絮凝反应中,pH值的影响是非常大的,它对胶体表面电 荷的Zeta(ζ )电位,混凝剂的性质和作用等都有很大的影响。不同 的混凝剂都有其最佳的混凝区域。pH 值调整的恰当,就可以节约大 量的药剂,降低成本,并且能够使絮凝作用发挥得完全,絮凝效果好; 反之,pH 值选择不恰当,轻者影响混凝效果,重者不能形成絮凝沉 淀,甚至使已形成的絮凝体重新变成胶体溶液。而由资料得知,PAC 的水解聚合形态强烈地依附于水体的pH 值。在低pH 值时,PAC 解形态为单体形式,在中性范围内为多核水解产物Al7(OH)174+、Al6(OH)153+,高pH 值时为Al(OH)3、Al(OH)4-。通过以上图表可知, 在中性与弱碱条件下,PAC 絮凝剂对CODCr、浊度的处理效果受影响 的程度不大,仍有着较高的去除率。而且,在实验过程中,pH PAC的脱色效果影响也不大。其中,CODCr 去除率达到72.63%,浊度 去除率达到87.14%。确定PAC 的最佳絮凝pH

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