微涡旋絮凝-逆流气浮-纳滤集成工艺去除水中腐殖酸的研究之二——以聚合氯化铁(PFC)为絮凝剂

试验研究了微涡旋絮凝-逆流气浮-纳滤集成工艺去除水中腐殖酸的工艺特征和效果.试验结果表明,微涡旋絮凝-逆流气浮工艺去除水中腐殖酸时,在聚合氯化铁（PFC）的最佳投药点0.62 mmol·L^-1（Fe^3＋）下,出水水质符合纳滤膜系统预处理单元的要求,而且该工艺需要PFC絮凝剂的量较低.该预处理系统与纳滤系统组合的集成工艺可以使水中的腐殖酸有机物浓度大大降低,且含TQ56-36FC型纳滤膜的流程1比含M-N1812A型纳滤膜的流程2效果好.前者出水的TOC值可达0.48 mg·L^-1,CODMn值为0.64～0.69mg·L^-1,UV254值为0,且有95%以上的脱盐率.后者出水的TOC值为0.61～1.00mg·L^-1,CODMn值为0.72～0.97mg·L^-1,UV254值为0～0.0109,脱盐率很低.另外,尽管保安过滤/活性炭预处理有利于纳滤膜出水水质的提高,但活性炭柱的存在也降低了纳滤膜对有机物的去除率.动态实验结果表明,该集成工艺在本试验中运行周期为72h.水中颗粒物粒度分布表明,原水、絮凝后和气浮出水中颗粒物粒度分布的中位直径（d50）分别为2～5 μm、21 μm和16μm;经过保安过滤器或保安过滤器/活性炭柱,水样中的颗粒物的d50为0到几个μm;经过纳滤膜后,出水基本无颗粒物.初步研究表明,微涡旋絮凝过程中投药量对絮体的分形维数有着显著影响.

水处理用絮凝剂对发光细菌的联合毒性研究

随着絮凝剂在污水污泥处理过程的广泛使用,其残留在水处理系统中可能存在的单一或联合毒性效应日益受到关注。以聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)为研究对象,通过发光细菌单一毒性和联合毒性试验探讨其可能造成的毒性效应。结果表明:1)对于单一毒性效应,PFS、PAC和PAM对发光细菌抑制效应的半数效应浓度(EC_(50))分别为29.41、71.82和1072.64 mg/L,毒性效应大小为PFS>PAC>PAM。2)对于二元絮凝剂联合毒性效应,PFS-PAM在毒性比为1∶1混合时具有协同作用,而PAC-PAM在毒性比为1∶3和3∶1混合时均存在拮抗作用。3)采用浓度加和(CA)和独立作用(IA)模型对联合毒性进行预测,PFS-PAM组合实测值与CA模型的预测值相近,而PFS-PAC和PAC-PAM组合实测值与IA模型预测结果相近。4)三维偏差响应面结果显示,试验观测值与CA模型预测值的偏差(dCA)和试验观测值与IA模型预测值的偏差(dIA)会随着絮凝剂浓度变化而变化,CA模型在PFS和PAC浓度较高时拟合程度较好,而对于PAC-PAM体系,IA模型的拟合程度较CA模型好。研究发现,PFS和PAC对发光细菌的毒性效应较强,PFS与PAM混合使用可能会增加毒性效应,对水处理系统中的微生物造成环境风险。

复配除磷剂对污水处理厂二级生化出水除磷效果的影响

研究以城镇污水处理厂二级生化出水为研究对象,比较聚合硫酸铁(PFS)、氯化铁、硫酸铝以及复配除磷剂对二级生化出水总磷(TP)去除效果的影响。实验研究表明:单一除磷剂PFS相对于复配除磷剂投加量较大,综合经济成本较高。PFS和硫酸铝、氯化铁与硫酸铝分别以1∶4、1∶1的质量比进行复配,在较低温度下具有较佳的深度除磷效果,且PFS和硫酸铝复配除磷剂更具经济成本优势。当PFS与硫酸铝复配除磷剂投加量为120mg/L时,总磷去除率87.6%,剩余总磷(TP)浓度0.48mg/L,符合城镇污水一级A排放标准。

聚合氯化铝铁的混凝性能

通过聚合氯化铝铁 (PAFC)对不同 p H值原水的混凝实验结果的比较 ,得出原水 p H值不同时 ,发挥最佳混凝效果的 PAFC的 Al/ Fe摩尔比也不同。实验室制聚合氯化铝 (PA C)、聚合氯化铁 (PFC)、PAFC混凝实验结果表明 :p H 6 .5时 ,PAFC(Al/ Fe=5 / 5 ,B=1.5 )的混凝效果最好 ,p H>6 .5时 ,则 PA FC(Al/ Fe=9/ 1,B=2 .0 )的混凝效果最好。

羟基聚合铝铁混凝剂制备参数的确定

本文采用 L16( 4 3 )正交实验法和烧杯混凝对比实验 ,获得了采用铝铁混合溶液加碱聚合制备羟基聚合铝铁的最佳参数铝铁摩尔比和碱化度 ,一组为 9/1和 2 .0 ,另一组为 5/5和 1 .

羟基聚合氯化铝铁溶液的形态转化规律

采用改进的 Al- Fe- Ferron逐时络合比色法和酸滴定实验研究了典型羟基聚合铝铁 (n Al/n Fe=9∶ 1 ,5∶ 5)溶液的形态转化 .结果表明 ,羟基聚合铝铁的形态转化主要由 n Al/n Fe值、碱化度和熟化等因素决定 ;羟基聚合铝铁的形态转化特征是优势形态之间的转变 ;当 n Al/n Fe>5∶ 5,随碱化度的升高 ,[Al+Fe]a和 [Al+Fe]b 2类形态逐渐占优势 ;随 n Al/n Fe值的减小 ,[Al+Fe]a和 [Al+Fe]c增加 ,而 [Al+Fe]b 减少 .讨论了羟基聚合铝铁的形态转化规律 .

用铝酸钙粉制备聚合氯化铝铁絮凝剂的研究

以一种新的原料———铝酸钙和盐酸反应制备聚合氯化铝铁 ,找出了最佳制备条件 ,并对其性能进行了考察 .结果表明 ,碱基度、pH值对PAFC的絮凝性能有较大影响 .当碱基度为75 %左右 ,水样的pH值为 7～ 9时 ,该产品的絮凝性能最佳 .

无机高分子絮凝剂聚合硅酸铝铁的研究

以AlCl3 ,FeCl3 ,Na2 SiO3 和盐酸为原料 ,采用NaOH作为碱化聚合剂 ,合成了具有不同碱化度 (B)、不同Al/Fe/Si摩尔比的铝铁硅共聚物 (简称PAFSC) ,通过pH滴定法测定分析了铝、铁在其水解共聚合过程中pH值的变化 ,然后通过透射电镜和混凝实验对共聚物的晶形貌像和絮凝作用进行了研究 ,通过对模拟有色悬浊水样的絮凝实验 ,并与现有的其它无机絮凝剂作比较后可以看出 :在同样投加量情况下 。

聚合氯化钛铁盐混凝除砷性能研究

采用微量滴碱法制备聚合氯化钛铁混凝剂(PTFC),并对其混凝除砷性能进行了初步探究。对聚合氯化钛/铁混凝剂粉末SEM图进行分析,并考察不同Ti/Fe比例、曝气氧化、碱化度、碱化剂、混凝剂投加量、pH值、共存离子等对除砷率的影响。结果显示:pH值为7.5时,As(Ⅲ)去除率随PTFC投加量的增加而增大;PTFC在弱酸性条件下对As(Ⅲ)的去除效果最佳。曝气氧化对PTFC除As(Ⅲ)有显著促进作用,Ti/Fe物质的量比为5/5时制备的碱化度为0.6的PTFC混凝后经曝气20 min,对As(Ⅲ)的去除率从55.3%提高到93.1%。碱化剂对PTFC混凝除砷的影响不大。共存阴离子SiO_3^(2-)对As(Ⅲ)的去除有明显抑制作用,但PO_4^(3-)对PTFC混凝去除As(Ⅲ)的影响相比较于单一金属盐较小,共存阳离子Ca^(2+)对PTFC去除As(Ⅲ)有促进作用。

酸洗废液的资源化工艺研究

将钢厂的酸洗废液直接通HCl冷析回收氯化亚铁,母液(可以作为酸洗酸)反复套用,以解决酸洗废液的处理,可以不再产生三废,析出的氯化亚铁可以作为产品直接出售,或通过催化氧化法合成新型净水剂聚合氯化铁。通过对工艺的温度、稳定剂类型、催化剂用量的优化以及空气循环氧化效果的评价,开发了可以用于工业生产的新工艺路线,实现酸洗废液的清洁生产和资源化利用。

新型混凝剂含硼聚硅酸氯化铁的应用性能研究

研究了含硼聚硅酸氯化铁 (PFSCB)的应用性能。模拟废水的混凝实验 ,结果表明 :在pH=7～ 10、投药量为 30～ 10 0mg/L时 ,经PFSCB处理后废水的剩余浊度仅为 1 6～ 4 0度 ;用PFSCB处理废纸造纸废水 ,其浊度、色度和CODcr去除率分别为 99 4 %、93 8%和 96 4 %。PFSCB的混凝性能优于聚硅酸氯化铁、聚合硫酸铁和氯化铁。

利用高岭土尾矿制备复合型无机高分子絮凝剂PAFC的研究

利用高岭土尾矿制备复合型无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁（PAFC）,考察了最佳溶出条件和水解聚合条件。实验结果表明,高岭土尾矿的最佳溶出条件为：在控制焙烧温度600-700℃,盐酸质量分数15%,液固质量比3∶1,酸浸温度85℃,酸浸时间5h时,高岭土尾矿中铁铝总溶出率可达90%以上。铁铝的最佳水解聚合条件为：以Ca（OH）2溶液为调聚剂,水解聚合温度55-65℃,聚合pH值2-3,反应时间3h。制备的复合型无机高分子絮凝剂PAFC稳定性好,对皮革工业中废水的浊度、色度、CODCr去除率分别达到78.23%、87.56%、78.95%。

铝铁锡共聚物的合成及其特性研究

合成制备了铝铁锡共聚物,测定分析了其水解共聚合和熟化过程中的ｐＨ变化,并通过扫描电镜和混凝实验对共聚物的晶形貌像和絮凝作用进行了研究．结果表明:Ｓｎ４＋具有比 Ｆｅ３＋,Ａｌ３＋更强的水解活性,它有使共聚物的分子趋于均一的作用;铝铁锡共聚物的最佳配比为:ＮＡｌ:ＮＦｅ:ＮＳｎ＝５:５:３,最佳水解度Ｂ*＝２．０,此共聚物具有比ＣＰＡＦ更优良的絮凝性能．

高铁铝矾土制备聚合氯化铝铁及其在污水处理中的应用研究

利用含铁的低品位铝矾土为主要原料,添加适量铝酸钙粉,制备出絮凝剂聚合氯化铝铁。制备方法为酸溶两步法。对影响聚合铝铁制备的因素,如盐酸浓度、盐酸用量、温度和铝酸钙粉用量等进行了系统研究,得到了制备聚合铝铁的优化条件,同时将该絮凝剂用于实际工业污水的处理。研究结果表明:制备的絮凝剂絮凝效果明显优于一些传统的絮凝剂;不仅具有去浊性能好、沉降快的优点,而且具有原料易得,制备成本低的优势。

羟基聚合氯化铝铁溶液的形态分布特征

采用改进的Al Fe Ferron逐时络合比色法定量研究了HPAFC的形态分布 ,结合酸解聚实验和酸反滴定实验结果 ,描述了其形态分布特征 .在碱化度B为 1 0 - 2 0内 ,nAl/nFe=9∶1时 ,单体和二聚体 [Al+Fe]a 达 2 0 % - 60 % ;nAl/nFe=5∶5时达 30 % - 50 % .nAl/nFe=9∶1时 ,中间多核羟基络合物 [Al+Fe]b 达 2 0 % - 55% ;nAl/nFe=5∶5时达 5% - 2 0 % .nAl/nFe=9∶1时 ,溶胶 [Al+Fe]c 达 1 5% - 35% ;nAl/nFe=5∶5时达 30 % - 50 % .HPAFC的形态是间断分布 .

新型混凝剂聚合氯化铝铁的混凝特性

利用烧杯搅拌实验结果,绘制出聚合氯化铝铁(PAFC)凝聚100mg/L高岭土悬浊水的混凝区域图,用以确定PAFC的混凝特性。比较了PAFC与PAC和硫酸铝处理黄浦江低浊水的混凝效果,得出PAFC混凝效果比PAC和硫酸铝优越得多的结论。

盐酸酸洗废液制备复合聚合氯化硫酸铁

以盐酸酸洗废液和适量硫酸亚铁为原料 ,用盐酸或硫酸调节酸度 ,在一定的温度和压力条件下 ,经催化氧化、水解、聚合 ,反应约 3h即可制得复合聚合氯化硫酸铁。经检验 ,产品的铁 (Fe3 + )含量为 16 5 /g·L-1,亚铁 (Fe2 + )含量≤ 1.0 /g·L-1,盐基度≈ 10 .5 %。

高分子复配物磁聚去除淡水藻华研究

研究了磁场作用下聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)和磁粉复配去除淡水藻华,结果表明PDMDAAC、PAFC、磁粉的用量分别为0.18、1.4、10mg·L-1时,在0.5T的外磁场作用下富集2min效果最好。浊度、叶绿素a、总氮、总磷、COD、磷酸酶活性分别降低96.0%、97.4%、67.1%、95.6%、92.6%、97.1%,并初步研究了复配物除藻的机理。

聚合氯化铝铁絮凝剂的制备及其在焦化废水深度处理中的应用

以铝酸钙粉和硫酸亚铁为主要原料,通过酸溶、氧化、聚合和熟化过程制备了无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁,采用正交试验优选出制备聚合氯化铝铁的最佳条件,联合使用聚合氯化铝铁与氧化剂深度处理焦化废水。结果表明,聚合氯化铝铁的最佳制备条件为:硫酸亚铁投加量10g(以每100g铝酸钙粉计,下同)、盐酸投加量400mL、反应温度80℃、反应时间2.5h;在此条件下制得的絮凝剂氧化铝质量分数为30.5%,全铁质量分数为1.2%。当聚合氯化铝铁投加量为200mg/L、氧化剂投加量为10mg/L时,焦化废水中COD去除率可达70%,色度去除率可达63%,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的一级排放标准。

复合型絮凝剂PAFC的合成与应用研究

以内蒙古蕴藏丰富的煤系高岭石作主剂,用盐酸提取Al3+、Fe3+制备了聚合氯化铝铁(PAFC)。在合成中通过正交实验,探索了适宜的反应条件。考察了原水pH对合成产品絮凝效果的影响。以黄河水为原水,将该合成产品与市售聚铝(PAC)做絮凝对比实验,结果表明,该合成产品具有良好的絮凝效果,去浊率达到99%以上。