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优质水处理混凝剂聚合氯化铝厂家

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石灰乳-聚合氯化铝处理含氟污水

    聚合氯化铝.jpg随着含氟矿物的开采加工、氟化物合成的发展以及金属冶炼产量的快速增加,电子工业蓬勃发展,含氟废水的排放量急剧增加,氟污染越来越严重,同时氟的排放标准越来越严。目前,对含氟废水的处理主要有吸附法、沉淀法、离子交换法、电凝聚法、电渗析等,已工业化的除氟工艺也不少,如钙盐+絮凝剂+助凝剂+沉淀法、絮凝—气浮—吸附等,但这些除氟工艺普遍存在处理流程长、投加药剂种类多、单位除氟成本高等缺点。因此,开发一种操作简单、除氟流程短、除氟效果好、处理费用低的方法有很大的现实意义。

    聚合氯化铝.jpg本文以石灰乳-聚合氯化铝两种絮凝剂处理含氟废水为研究课题。聚合氯化铝絮凝体形成快、沉降速度快、pH适用范围广(在5.0~9.0范围均可凝聚)、腐蚀性小、操作条件好,且溶解性和对原水温度的适应性均比较优异。

    聚合氯化铝.jpg实验方法:

    一段除氟于20℃下,用质量分数为10%的石灰乳进行一段除氟,考察pH、搅拌时间、搅拌速度、沉淀时间对除氟效果的影响,得出一段除氟的最佳工艺参数。

    聚合氯化铝.jpg二段除氟:

    在一段除氟基础上,于20℃下,分别用聚合氯化铝或Al2(SO4)3进行二段除氟,考察搅拌时间、pH对除氟效果的影响,得出二段除氟的最佳工艺参数,并对比聚合氯化铝与Al2(SO4)3的除氟效果。

    聚合氯化铝.jpg静态放大实验:

    在实验室确定的实验条件基础上,做10倍静态放大实验,检测处理后的废水是否达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准。

    聚合氯化铝.jpg结果与讨论:

    聚合氯化铝.jpg一段除氟实验:

    pH对一段除氟效果的影响:

    于20℃下,加入不同量10%的石灰乳调控废水pH,搅拌速度200r/min,搅拌时间30min,处理后沉淀90min,取上清液测其中残余的F-浓度,结果表明:上清液中残留的F-浓度随pH的增加即石灰投加量的增加而减少,当F-质量浓度下降到76~104mg/L时变化不再明显,对应的pH为12~13。这可能是由于氢氧化钙与氟化钙的竞争反应达到平衡,游离Ca2+的浓度不再增加所至。从经济和除氟效果考虑,pH调节到12左右时除氟效果较好,此时石灰乳实际投加量约为理论投加量的2.0~2.5倍,即m(Ca2+实际)/m(Ca2+理论)为2.0~2.5,氟去除率>95%。

    搅拌时间对一段除氟效果的影响:

    于20℃下,向废水中加入石灰乳,调节pH至12左右,搅拌速度200r/min,分别搅拌不同的时间,沉淀90min,取上清液测其中残余的F-浓度,结果发现:随着搅拌时间的增加,F-的残余量下降很快,当搅拌时间超过30min时,随搅拌时间的延长,F-的残余量下降趋缓;当超过50min后,又有缓慢增加趋势,可能是因为随搅拌时间的延长,打碎了沉在底部的氟化钙晶体,有部分氟产生。因此,确定一段处理过程中搅拌时间最佳为30~50min。

    沉淀时间对一段除氟效果的影响:

    于20℃下,加入10%的石灰乳调节废水pH至12左右,搅拌速度200r/min,搅拌时间30min,分别沉淀不同时间,取上清液测其中残余的F-浓度,结果显示:随着沉淀时间的增加,上清液中F-浓度呈下降趋势,但当沉淀时间超过90min后,F-的残余量随着时间的增加,改变已不明显,说明此时已达到沉淀的最佳时间,因此,确定一段处理过程中沉淀时间最佳为90~120min。

    聚合氯化铝.jpg二段除氟实验:

    本实验中的含氟废水pH较低,采用足够量的石灰乳一段除氟后,上清液中的F-质量浓度降至40~80mg/L,出水pH为12.5左右,且出水不稳定,无法达到国家一级排放标准,所以在一段石灰乳除氟后,采用絮凝剂二段除氟,使出水中F-含量达到废水排放标准。

    pH对二段除氟效果影响:

    于20℃下,在若干个聚乙烯烧杯内各加入1L废水,先用10%石灰乳调节废水pH至12左右,搅拌30min,沉淀90min后倒出0.8L上清液,然后向上清液内各加入400mg/L的聚合氯化铝,用1+1的HCl和质量分数10%的氢氧化钠分别调至不同pH,快速搅拌2min,转速150r/min,再慢速搅拌10min,转速40r/min。沉淀120min,取上清液测其中残余的F-浓度。将聚合氯化铝换成Al2(SO4)3,重复上述实验。实验表明:用聚合氯化铝作絮凝剂时,在较宽的pH范围内,出水中的F-质量浓度均≤10mg/L,即达到了《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准,并以pH为6~8时最佳。而用Al2(SO4)3作絮凝剂时,出水水质不稳定。

    絮凝剂添加量对二段除氟效果影响:

    于20℃下,在若干个聚乙烯烧杯内各加入1L废水,先用10%石灰乳调节废水pH至12左右,搅拌30min,沉淀90min后倒出0.8L上清液,然后向上清液内各投加不同量的聚合氯化铝,用1+1的HCl和质量分数10%的氢氧化钠调pH在7~8,快速搅拌2min,转速200r/min,再慢速搅拌10min,转速40r/min。沉淀120min,取上清液测其中残余的F-浓度。将聚合氯化铝换成Al2(SO4)3,重复上述实验,结果可知:当絮凝剂投加质量浓度<400mg/L时,水中F-的残余量随聚合氯化铝投加量的增加而减少,聚合氯化铝投加质量浓度>320mg/L时,水中F-的残余量满足排放标准。为了确保安全,在此基础上继续投加絮凝剂使残余F-浓度进一步降低,综合处理成本和去除效果考虑,确定聚合氯化铝最佳投加质量浓度为500mg/L。而采用Al2(SO4)3作絮凝剂时,投加质量浓度需>700mg/L,为确保出水中F-质量浓度达到排放标准,而实际运行时则需投加1000mg/L左右的Al2(SO4)3才能基本确保排放的废水中氟含量达标,所以其投加量比聚合氯化铝的多1倍,按聚合氯化铝价格1100元/t、Al2(SO4)31000元/t计算,每处理1t含氟废水采用聚合氯化铝比Al2(SO4)3节约0.45元。

    聚合氯化铝.jpg静态放大实验:

    在小试基础上,做10倍静态放大实验,于20℃下,取10L废水,先在废水中加入1.2L质量分数为10%的石灰乳,搅拌速度为150r/min,搅拌30min,静置90min后,倒出8L上清液,再继续加入4g的聚合氯化铝,快搅2min,慢搅15min,静置120min后测定水中残余的F-质量浓度<10mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准。

    聚合氯化铝.jpg结论:

    (1)采用石灰乳-聚合氯化铝两段除氟法流程简单,只需二段处理;投加药剂种类少,仅为石灰和聚合氯化铝;单位氟去除成本低,每处理1000L含氟废水采用聚合氯化铝比Al2(SO4)3节约0.45元;氟去除率高。

    (2)使用聚合氯化铝作为絮凝剂取代传统的Al2(SO4)3处理含氟废水,投药量少、pH的变化适应性强,具有很好的混凝效果,可以提高出厂水水质,而且节省处理成本,并且简化了生产操作,值得推广。

    (3)当用10L废水做放大实验时,石灰乳-聚合氯化铝除氟后上清液中F-质量浓度<10mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准。

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