隨著人們對環(huán)境保護意識的提高, 要求混凝劑已經(jīng)不是簡單除去廢水中的膠質(zhì)物質(zhì), 而且還要求包括去除水體中微量, 甚至至痕量污染物。國家飲用水標準要求檢測的指標已經(jīng)達到95種, 而美國給水排水協(xié)會的飲用水標準要求檢測的指標達到350項。但相對已經(jīng)確認結(jié)構(gòu)的化合物已經(jīng)很過1000萬種, 商業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品也有幾萬種, 而且這些物質(zhì)絕大多數(shù)都是人工合成的化合物。在合成過程中, 尤其是有機合成過程中, 即使從原料到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率高達99%, 1%的副產(chǎn)物中可 以鑒定結(jié)構(gòu)的物質(zhì)也寥寥無幾。例如煤焦油的分離過程, 很多副產(chǎn)物以固體、液體、氣體的形式進入環(huán)境。而進入水體的物質(zhì)多數(shù)以真溶液的形式存在, 所以采用常規(guī)的混凝方法往往無法除去這些物質(zhì)。目前全國生產(chǎn)的凈水藥劑品種較多, 但仍以聚合氯化鋁PAC、聚合硫酸鐵PFS、聚合氯化鋁鐵PAFC和聚丙烯酰胺PAM等, 盡管這些凈水劑具有良好的絮凝效果, 但是對含有小分子有色物質(zhì)、金屬離子等真溶液往往無能為力。本文通過吸附性物質(zhì)和混凝劑的協(xié)同作用, 制備出新型吸附型混凝劑, 能夠較好除去膠體和以分子分散狀態(tài)的物質(zhì)。

本文以海泡石、硅藻土和聚合氯化鋁鐵為原料, 采用了工業(yè)副產(chǎn)物鹽酸對硅藻土、海泡石等活化改性, 并與聚合氯化鋁鐵復(fù)配研制出吸附 型復(fù)合聚氯化鋁鐵, 進行了些相關(guān)的應(yīng)用研究, 取得了較好的效果。

實驗部分

原料和儀器

原料海泡石(江西省鄱陽縣) , 硅藻土 (江西省廣昌縣) , 副產(chǎn)物鹽酸(江西電化中達化工有限公司工業(yè)副產(chǎn)物鹽酸) , 聚合氯化鋁鐵(江 西省鄱陽縣三清環(huán)保節(jié)能有限公司產(chǎn))。

儀器 SHA-C 型水浴恒溫振蕩器, JW型粉碎機, 六聯(lián)攪拌機, 分樣篩一套, 馬福爐, 搪瓷反應(yīng)釜, 儲料罐, 澄清池, 滾筒干燥機等。

反應(yīng)原理及工藝流程在聚合氯化鋁鐵中, 加入海泡石和硅藻土, 在80℃下, 用1. 2mol/L 的副產(chǎn)物鹽酸進 行酸化處理6h, 靜置24h后, 在250℃的溫度下經(jīng)滾筒干燥處理得到吸附型復(fù)合聚氯化鋁鐵。主要反應(yīng)為:
Al2O3 + 6HCl+ 9H2O→ 2[ Al(H2O)6]Cl3
Fe2O3 + 6HCl+ 9H2O→2[ Fe(H2O)6]Cl3
主要工藝流程為:

結(jié)果與討論

海泡石和硅藻土的吸附改性影響

副產(chǎn)物鹽酸處理溫度對海泡石和硅藻土 吸附性能影響用1. 2 mol/L的工業(yè)副產(chǎn)物鹽 酸, 分別在40℃ 、50℃、60℃、70℃ 、80℃和90℃下對海泡石和硅藻土混合物進行處理6h。就 不同溫度下混合物對廢水的脫色率進行了考察 , 結(jié)果如圖1(實驗廢水取自印染廠調(diào)節(jié)池出水, 其COD為800~ 850mg/L, 色度為250~ 300, pH 約為6. 5~ 7)。 從圖1可以看出: 處理溫度在80度以前, 隨著處理溫度的提高, 海泡石和硅藻土混合物的吸附性能明顯提高; 80℃以后其吸附性能提高就不 明顯了, 本文將80℃確定為其處理溫度。

圖1不同溫度下混合物對廢水的脫色率

副產(chǎn)物鹽酸處理時間對海泡石和硅藻土混合物的吸附性能影響在溫度80℃條件下, 用 1. 2mol/L的工業(yè)副產(chǎn)物鹽酸處理海泡石和硅藻 土混合物, 就處理時間為: 2h、4 h、6 h、8 h、10 h、 12 h、14 h 時, 考察了混合物對廢水脫色率的效 果, 結(jié)果如圖2（實驗廢水取自印染廠調(diào)節(jié)池出 水, 其COD為800~ 850 mg /L, 色度為250~ 300, pH 約為6. 5~ 7)。

圖2處理時間與脫色率的關(guān)系

從圖2可以看出: 處理時間在6 h以內(nèi), 隨著時間的延長吸附性能提高明顯, 6h以后, 隨著時間的延長吸附性能也在提高, 但提高較慢, 到8h后脫色率變化很小。根據(jù)試驗初步確定酸處理時間為6~ 8h。

海泡石、硅藻土和聚氯化鋁鐵的復(fù)配比對混凝劑性能的影響 鄱陽縣有較豐富的海泡石資源, 廣昌縣也有較多的硅藻土資源 , 這2種材料本身具有良好 的吸附性能, 且經(jīng)過改性后其吸附性能可得到進一步提高。本文在確定以上復(fù)合吸附性材料與聚 氯化鋁鐵的復(fù)配比為5： 1、5：2、5：4、5：6、5：8和5：10時, 對所制備的吸附型混凝劑進行水處理試驗, 并分別對其效果進行了考察。 分別取1000mL污水于6只燒杯中, 在六聯(lián)攪拌機上對印染廢水進行廢水凈化試驗。按1. 2g /L的量加入藥劑, 溫度為26. 5℃, 以350 r/min 的轉(zhuǎn)速快速攪拌2 min, 再慢速攪拌10min左右, 靜置15 min后, 取樣, 分別測定上層清液的COD的值。試驗結(jié)果見表1。實驗廢水取自印染廠生物接觸氧化池出水, 其COD 為200~ 250 mg /L, 色度為100~ 150, pH約為6. 5~ 7。

 

從表1可以看出, 聚氯化鋁鐵與硅藻土和海泡石的混合物復(fù)配比為5:4~ 5:6時, 所對應(yīng)的COD各自去除率分別為85. 46%、85. 73%, 色度去除率分別為92. 86% 、93. 28%, 處理效果較理想。

與其它混凝劑凈化效果的應(yīng)用比較目前, 主流無機高分子混凝劑仍以聚合鋁鹽、 聚合鐵鹽以及兩者的復(fù)合物為代表, 并有在此基 礎(chǔ)上向復(fù)合一種或幾種其它陽離子或陰離子基團 來增強處理效果的發(fā)展趨勢。盡管這類混凝劑具 有良好的絮凝效果, 然而對含有小分子有色物質(zhì)、 重金屬離子等真溶液, 常規(guī)的混凝劑和絮凝方法 往往無法去除這些雜質(zhì)。為了適應(yīng)這種形勢, 國 外已經(jīng)開始了吸附型混凝劑的研究開發(fā), 例如粉 末活性炭混凝劑、活性黏土混凝劑等, 通過吸附性 物質(zhì)和混凝劑的協(xié)同作用, 能夠較好除去膠體和 以分子分散狀態(tài)的物質(zhì)。本文通過對硅藻土和海 泡石混合物的活化處理, 并與聚合氯化鋁鐵進行 復(fù)配, 研制出一種新型吸附型復(fù)合混凝劑。 本文以造紙廢水、化纖廠廢水等工業(yè)生產(chǎn)廢 水為研究對象, 將研制的吸附型復(fù)合聚合氯化鋁 鐵與其它混凝劑做了對比試驗。
 

以上結(jié)果表明: 吸附型復(fù)合聚氯化鋁鐵綜合 了聚氯化鋁鐵良好的絮凝性能, 以及硅藻土和海泡石優(yōu)良的吸附性能, 能夠?qū)U水中以溶液形式 存在的有機小分子、金屬鋇離子、有色雜質(zhì)等進行 有效吸附。形成的礬花大、速度快, 且礬花密實, 很易沉降, 分層效果特別明顯。從而表現(xiàn)出良好的脫色、去濁性能, 具有較高的BOD和COD去除率。