高效、差異化聚合氯化鐵絮凝劑的制備及性能研究

高效、差異化聚合氯化鐵絮凝劑的制備及性能研究

“化學(xué)強(qiáng)化一級處理”（cept）對tp、ss、bod、cod和重金屬的處理效果較好，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。該系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施投資和占地面積小于現(xiàn)有廢物處理方法（包括a.o、a.a.o），運(yùn)營和管理靈活、周期長穩(wěn)定、可靠、短期投資環(huán)境好等。這是一種符合中國國情的水處理技術(shù)。CEPT技術(shù)的發(fā)展與絮凝劑的發(fā)展密切相關(guān),高效、廉價絮凝劑的出現(xiàn)是其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。深圳市采用中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心的技術(shù),以含鐵鹽的酸洗廢液為原料合成了高效、廉價的聚合氯化鐵絮凝劑,為CEPT技術(shù)處理受污染河水提供了前提條件。1試驗(yàn)材料和方法1.1色譜、分光光度計HACHCOD測定儀,P&B—700六聯(lián)絮凝攪拌器,HACH2100NIS濁度測定儀(ISOMETHOD7027),HACHDr/2010便攜式分光光度計,HACHDR/4000U分光光度計,ORIONMODEL720pH計,Jarrell—Ash1100系列1155型ICP,橫河北辰電機(jī)ModelIC100離子色譜。聚合氯化鐵(PFC)由廠家提供。1.2絮凝劑的選擇由于水體中的顆粒物的比表面積大或擁有大量活性官能團(tuán),對水體中各種微量污染物如重金屬、化學(xué)品等有較強(qiáng)的結(jié)合能力,成為它們主要的載體,在水體中擴(kuò)散遷移,決定著它們的去向和歸宿。同時,顆粒物還會與各種污染物發(fā)生多種溶液的和界面的反應(yīng),很大程度上改變甚至決定著水質(zhì)的好壞,因此顆粒物的去除是絮凝過程的主要目標(biāo),而濁度又能很好地反應(yīng)顆粒物的去除情況,所以試驗(yàn)中選擇濁度作為主要的測試指標(biāo)之一。取1L河水于燒杯中,在一定的攪拌速度、攪拌時間下做pH及PFC投加量試驗(yàn),以水的濁度、COD、TP、TN作為主要表征指標(biāo),優(yōu)化出最佳pH及PFC最佳投加量等工藝條件,對河水進(jìn)行了處理,并進(jìn)行系統(tǒng)分析。2河及大茅河水質(zhì)特征水樣分別取自深圳市的龍崗河、觀蘭河、燕川河及大茅河,其水質(zhì)分別見表1、2?？梢?4條河流都受到不同程度的污染,COD、SS、TP、TN等指標(biāo)超過了國家地面水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。3結(jié)果與討論3.1聚合物氯化鐵的絮凝特性濁度隨pH值的變化見圖1。由圖1可見,4條河流均在pH=8.0左右有較好的除濁效果,這與聚合氯化鐵的絮凝特性有關(guān),在相對較強(qiáng)的堿性條件下有利于聚合氯化鐵的水解絮凝,而在偏酸性及太強(qiáng)的堿性條件下都影響著聚合氯化鐵絮凝特性的發(fā)揮。由于原水的pH值均在6.8左右,所以采用氧化鈣調(diào)整pH值,其用量約為90mg/L。3.2剩余濁度和cod當(dāng)PFC投加量為50mg/L時,河水的剩余濁度達(dá)到最小并出現(xiàn)平臺,同時COD去除率達(dá)到最大值,但大茅河、龍崗河的剩余濁度和COD值均較高,這充分說明了水體中微細(xì)顆粒物吸附絡(luò)合著部分有機(jī)物,決定著它們的去向和歸宿。4條河流COD去除率的不同也與其不同水質(zhì)、不同污染源有關(guān),由此造成了不同的COD存在形態(tài)(大致可為懸浮性COD及溶解性COD),而絮凝劑對懸浮性COD的去除效果大于對溶解性COD的去除效果。3.3體顆粒及殘余濁度試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),河水經(jīng)絮凝處理后靜置沉降5min,絮體顆?；境两低耆?剩余濁度基本穩(wěn)定。這充分驗(yàn)證了聚合鐵類絮凝劑較之其他無機(jī)絮凝劑所具有的沉降速度快、形成的絮體結(jié)實(shí)、適宜于低濁水的處理等特點(diǎn)。3.4對水體中磷、cod、ss、tp、重金屬的去除效果在氧化鈣投加量為90mg/L,PFC投加量為50mg/L的條件下,絮凝處理4條河流的河水,靜置沉降10min后取上清液做水質(zhì)系統(tǒng)分析,結(jié)果如圖4、5及表3、4所示。氮、磷是造成緩流水體富營養(yǎng)化的主要原因,脫氮、除磷是污水深度處理的主要目標(biāo)之一。由圖4、5可見,河水經(jīng)絮凝處理能收到很好的脫氮除磷效果(氮去除率>30%)。聚合氯化鐵對磷具有更好的去除效果可能是由于磷在水體中的幾種存在形態(tài)更易與PFC發(fā)生沉淀絡(luò)合等作用,而氮的存在形態(tài)則很難與聚鐵發(fā)生這種作用,故去除率較低。由表3、4可見,河水經(jīng)PFC處理后,它對COD、SS、TP、濁度都有顯著的去除效果,對TN、重金屬也有一定的去除效果,使水質(zhì)達(dá)到或接近國家地面水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。重金屬的去除,一方面是由于水體中顆粒物與重金屬離子發(fā)生表面絡(luò)合作用,隨著顆粒物的絮凝沉降而一同除去;另一方面則是因?yàn)樗w中氧化鈣的投加使水體pH值升高,使部分金屬離子以沉淀的形式除去,其去除效果與不溶物的溶度積有關(guān)。水體中氯離子的略微升高則是由于聚合氯化鐵絮凝劑的投加引入了部分氯離子。4cept技術(shù)-ss/tp處理的可行性CEPT技術(shù)處理深圳市受污染的龍崗河、觀蘭河、燕川河