電力儀器資訊:隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,大量生產(chǎn)性和生活性污水排放量劇增,如不加以處理直接排放,將引發(fā)一系列的情況問題污.水處理范疇中的治理方法很多,主要有生化法、絮凝沉降法、吸附法、電滲析法、離子互換法和化學氧化法等,此中絮凝沉降法是應用廣、成本低的常用處理方法,而高效能的絮凝劑沉降處理過程關(guān)鍵在于恰當?shù)剡x擇和投加性能優(yōu)良的水處理絮凝劑,因此,體會和比較各類絮凝劑的絮凝特征、相適應的水質(zhì)條件以及絮凝過程中攪拌強度是非常重要的.本實驗從膠體化學根基觀點出發(fā),連絡(luò)一系列試驗,綜合分析聚合氯化鋁、三氯化鐵和硫酸鋁3種常用的絮凝劑的絮凝特性,并對水中TOC去除效果進行對比.
1 實驗部分
1.1 儀器與試劑
1.1.1 儀器
濁度儀(美國HACH公司pH值測定儀(美國HACH公司3型N電位儀(包括電泳槽、顯微測速裝置、時間跟蹤器和中央數(shù)據(jù)處理顯示器COD測定儀(5000A,日本島津DC-506型六聯(lián)漿拌式攪拌機.
1.1.2 試劑
三氯化鐵聚合氯化鋁硫酸鋁鹽酸(AR級:北京化工廠氫氧化鈉(AR級:北京化工廠.
1.2 實驗方法
(1濁度水配制:配濁試驗用水取自當?shù)厮畮?配濁粘土取自水庫上游,取回的粘土和水充分同化,靜置2h后,取上層懸浮液,濁度為10NTU.
(2在DC-506型六聯(lián)漿拌式攪拌機上進行攪拌(該性可以或許一次設(shè)定9種不同轉(zhuǎn)速,絮凝過程自動完成,具有參數(shù)記憶、計較、顯示功能,如水溫、轉(zhuǎn)速及相應的水力梯度G值的計較,每次可同時做6個水樣,每個水樣水量1000mL,并用1mol/L的HCl溶液和1mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH值至預定值.在快速攪拌狀態(tài)下(120~180r/min投加絮凝劑,攪拌1min后當即取樣,在電泳儀上測定N電位和電泳遷移率EM值,然后繼續(xù)慢速(40~90r/min攪拌20min后停止,沉淀20min,用濁度儀測上清液的剩余濁度RT.
2 成果與討論
2.1 絮凝劑的投加量對絮凝效果的影響
從圖1、圖2中可知,對一定濁度的水質(zhì),PAC、三氯化鐵和硫酸鋁3種絮凝劑都存在最佳投加量.在配水濁度為10NTU、pH值為8.16、水溫為19.5e條件下,聚合氯化鋁(PAC、三氯化鐵和硫酸鋁最佳投加量(剩余濁度為0.5NTU以下分別為2mg/L(以Al2O3計、8mg/L(以FeCl3計和2mg/L(以Al2O3計.
圖1 聚合氯化鋁和硫酸鋁的投加量對絮凝效果的影響
圖2 三氯化鐵的投加量對絮凝效果的影響
2.2 pH值對絮凝效果的影響
圖3表明:同一種絮凝劑在不同pH條件下,絮凝效果不一樣.這主要取決于絮凝劑水解生成物在不同pH條件下的形態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律.硫酸鋁最佳絮凝區(qū)原水pH范圍為6~8,PAC最佳絮凝區(qū)原水pH范圍為4~10,三氯化鐵最佳絮凝區(qū)原水pH范圍為5~10.PAC和三氯化鐵適應pH范圍根基相同,都比硫酸鋁適應pH范圍寬.從絮凝效果可見,pH>7時PAC優(yōu)于三氯化鐵.
圖3 3種絮凝劑在不同pH值條件下絮凝效果對比
絮凝劑投加量:三氯化鐵8mg/L(以FeCl3計
PAC2mg/L(以Al2O3計硫酸鋁2mg/L(以Al2O3計
2.3 絮凝劑絮凝除濁作用及電泳特征
絮凝劑投放在不同的pH原水中所表現(xiàn)的形態(tài)多種多樣,通過節(jié)制絮凝反應條件,可以節(jié)制絮凝劑在水中的形態(tài),進而探討絮凝劑形態(tài)對絮凝效果的影響.
2.3.1 三氯化鐵絮凝除濁作用及電泳特征
圖4為向濁度10NTU的原水中投加8mg/L的三氯化鐵后凝集微粒的F值和上清液剩余濁度在不同pH的條件下的變化情況.在pH值為3時,F值為-16mV,上清液剩余濁度為5.7NTU,沒有杰出的絮凝效果在pH接近5時,F值變?yōu)檎诞攑H值為6左右時,F值為正值最大隨著pH的繼續(xù)增大F值由正值變?yōu)樨撝?并且越來越大,但仍具有較好的絮凝效果.
圖4 F電位以及剩余濁度與pH的關(guān)系
配水濁度為10NTU,水溫為20.5e,
三氯化鐵投加量為8mg/L
從上清液剩余濁度來看,pH為5~10時剩余濁度小于1NTU,受pH影響不大.當pH6時主要是鐵鹽水解生成Fe(OH3沉淀物對膠體顆粒卷掃絮凝.
2.3.2 PAC絮凝除濁作用及電泳特征
圖5為向濁度為10NTU的原水中投加2mg/L的PAC后凝集微粒的F值和上清液剩余濁度在不同pH的條件下的變化情況.當pH為4~6時F值比較穩(wěn)定,平均F值為-9.5mV,上清液剩余濁度為0.7~1NTU.pH上升到7時F值繼續(xù)減小,pH為7~10時F值又出現(xiàn)穩(wěn)定,平均F值為-6.25mV,上清液剩余濁度為0.5NTU以下.pH為10以上時F值開端升高.當pH在4~10范圍,上清液剩余濁度小于1NTU,F值變化不大,產(chǎn)生杰出絮凝的F值范圍為?6mV.PAC不論是在pH高區(qū)、pH低區(qū)或pH中區(qū)都能較好地發(fā)揮壓縮雙電層、電中和吸附脫穩(wěn)、凝集絮凝的效能,這表了然PAC穩(wěn)定性好,形態(tài)較為穩(wěn)定,可以適應于更廣pH范圍內(nèi)的水質(zhì)凈化.
圖5 F電位以及剩余濁度與pH的關(guān)系
從圖5中還可發(fā)現(xiàn),F值在pH=4~10范圍內(nèi)并沒有出現(xiàn)等電態(tài),這主要由于投藥量少,沒有完全下降F電位.絮凝效果很好,是由于絮凝劑在水中發(fā)揮電性中和和壓縮雙電層的作用,并且由于粒子數(shù)目增多,碰撞次數(shù)增多,相對下降了對脫穩(wěn)的要求.
2.3.3 硫酸鋁絮凝除濁作用及電泳特征
圖6為向濁度為10NTU的原水中投加2mg/L硫酸鋁后,凝集微粒的F值和上清液剩余濁度在不同pH條件下的變化情況.可見凝集微粒的F值隨pH的增大而減小,當pH<5時F值均為較高負值,所以不能產(chǎn)生凝集.當pH=5.5時F值為-10mV,開端凝集,pH為6左右時F值為-5.12mV,具有杰出凝集效果,此時發(fā)揮絮凝作用主要為高電荷低聚合度的電中和脫穩(wěn)作用.在pH值7附近,F值上升為-10mV,發(fā)揮絮凝作用的鋁幾近全是中性不溶解性的[Al(OH3]]大型聚合體或低電荷高聚合度的物質(zhì),這時粘土粒子和鋁聚合體之間幾近失去電架空力,主要依靠OH-
離子的架橋,使粘土粒子和[Al(OH3]]粘結(jié)生成大的絮凝體,產(chǎn)生杰出的絮凝沉淀效果.隨pH的繼續(xù)增大,F值增大,當pH值超過8.5以后,絮凝效果下降,此時發(fā)揮絮凝效果的主要成分為負電荷鋁離子,這些陰離子成為Al(%26Oacute的主要形態(tài),架橋聚合態(tài)鋁離子也不足,濁度去除率也顯著下降.
從剩余濁度來看,當pH為6時上清液剩余濁度最低為0.5NTU以下.當pH8.5時根基上無絮凝效果,在5.5或pH>8.5時根基上無絮凝效果,在5.5
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