铝盐混凝剂的混凝效果与残留铝含量和组分之间的关系研究

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自来水中残余铝的影响因素研究

自来水中残余铝的影响因素研究

自来水中残余铝的影响因素研究本文通过自来水中铝去除的一系列实验,研究了原水pH值、混凝剂的投加量及滤料的选择对自来水残余铝的影响。

实验结果表明,当原水温度为20C°时,调节原水pH值为7.33左右时对降低自来水残余铝的浓度最有利。

调节絮凝剂的投加量及滤料的种类也可以降低自来水残余铝的浓度。

标签:自来水;残余铝;聚氯化铝;混凝引言铝是人类生活中最为常见的金属之一。

过量摄入铝会引发老年性痴呆症、肾衰竭、心血管疾病等,对人体机能可能会产生不利的影响。

铝的毒性效应是与其形态密不可分的,不同形态的残余铝具有不同的毒性效应,其中尤其以溶解性单体铝的毒性最大[1][2][3]。

世界卫生组织(WHO )及西方发达国家颁布了净水中总残余铝浓度指标,我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)中也明确规定,水中总残余铝浓度不高于0.2mg/L。

自来水中铝的存在除了水源中自然存在的铝组分外,在水处理过程中诸如硫酸铝、聚氯化铝(PAC)等铝盐混凝剂的广泛使用也会造成自来水中铝含量的升高[4][5]。

由于我国自来水净化主要采用铝盐混凝剂,自来水残余铝的控制显得尤为重要。

本研究针对自来水使用国内最常用的聚氯化铝混凝剂的情况,研究不同因素对混凝剂投加后残余铝的影响情况,探讨对自来水残余铝的控制技术,以期对国内自来水处理提供切实可行的技术方案。

1、实验部分1.1仪器和药剂本实验所用主要仪器有DK-98-Ⅱ电热恒温水浴锅(天津市泰斯特仪器有限公司),DF-101集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市科瑞仪器有限公司),LT502精密电子天平(常熟市天量仪器有限责任公司),ZR4-6混凝实验搅拌仪(深圳市中润水工业技术发展有限公司),pHS-3C型精密pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司),HACH便携式浊度仪(美国哈希公司),TU-1901紫外可见光分光光度计(北京普析通用仪器责任有限公司)等。

本实验所用的主要药剂有商品聚氯化铝、分析纯铬天青S、分析纯CPB、分析纯OP、铝标准溶液、优级纯盐酸等。

降低饮用水中残余铝浓度研究

降低饮用水中残余铝浓度研究

实验 结果 表 明在混 凝 剂投加 量 一定 时 , 通过 控制 混 凝条 件 及 合适 的滤 层厚 度 能够 降低 饮 用 水 中
残余 铝含 量 。 关 键 词 : 用 水 ; 余铝 ; 饮 残 混凝 ; 滤 过
中图分 类 号 : 2 1 0 1
文 献标 识码 : A
文 章编 号 :6 3— 5 9 2 1 ) 3— 2 4— 5 17 0 6 ( 0 1 0 0 7 0
基金项 目: 国家 科 技 重 大 专 项 子 项 目( :0 8 04 1 0 ) 助 . No20 X 7 2 —0 2 资
作者简介 : 王东 田(9 5一) 男 , 16 , 教授 , 博士. 从事水处理技 术及 崮体废弃物方面教学科研工作
第 3期
张娣 , 正东 田 , 赵生培 : 降低饮用水 中残ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ铝浓度研 究
控 制饮 用水 中铝 离子 的残 余量 对保 障用 水安 全 , 降低 铝对人 类 和环境 的危 害 , 提高 用水 水质具 有 深远 的现 实 意 义。
1 实验部分
1 1 主 要仪 器 .
混凝 试验 搅拌 仪 ( R 6型 , Z 4— 深圳 中润水 工业 技术 发展 有 限公 司 ) 浊 度仪 ( A H 10 N, 国哈希 ; H C 20 A 美 公 司 ) 紫 外可 见分 光光 度计 ( U一10 ; T 9 1型 , 京普 析 通用 仪 器公 司 ) 精 密 p 计 ( HS一 C型 , 海 精密 北 ; H p 3 上 化学 仪器 有 限公 司 ) 。
25 7
2 1 快速 搅拌 强度 对水 中残 余铝 浓度 的 影响 . 原水 浊度 为 5 N U, 0 T 水温 1 ℃ , 8 聚合 氯 化 铝 ( A 投加 量 为 1 6 n / ( A 计) 快 速 搅 拌 强度 P C) .7a L 以 1 g O ;

优化混凝沉淀减少残余铝的小试试验研究

优化混凝沉淀减少残余铝的小试试验研究

优化混凝沉淀减少残余铝的小试试验研究陆劲蓉;黄昌飞【摘要】针对饮用水中残余铝的问题,研究市场上低残余铝的混凝剂及助凝剂对控铝的效果.结果表明复合铝混凝剂控铝效果较差,低残铝聚硫氯化铝混凝剂有一定的控铝效果,在原水pH为9的情况下,沉后水残铝能控制在0.15 mg/L以下,但对沉后水pH基本无调节作用,当原水pH>8.5时,沉后水pH就存在超标风险.此外,和聚硫氯化铝相比,硫酸铝引入助凝剂PAM后,有一定的提高除浊和控铝的效果.%In order to solve the problem of residual aluminum in drinking water,the effect of low residual aluminum coagulant and coagulant aid on aluminum control was studied.The results show that the composite aluminum coagulant is poor on controlling aluminum.Low residual aluminum polysulfide aluminum chloride coagulant has certain effect on controlling aluminum.When pH of raw water is 9,the precipitated water residual aluminum can be controlled below 0.15 mg/L.But when pH of raw water is over 8.5,there is excessive risk of pH in coagulation sedimentation effluent.In addition,compared with polyaluminium chloride,aluminum sulfate could improve the effect of removing turbidity and aluminum after introducing into coagulant aid PAM.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2017(000)0z1【总页数】3页(P9-11)【关键词】混凝沉淀;溶解态铝;pH;低残余铝混凝剂【作者】陆劲蓉;黄昌飞【作者单位】上海城投水务(集团)有限公司制水分公司,上海200080;上海城投水务(集团)有限公司制水分公司,上海200080【正文语种】中文【中图分类】TU991在我国关于饮用水残铝的问题越来越受关注。

水中残留铝对水质的影响及其监测必要性研究

水中残留铝对水质的影响及其监测必要性研究

现阶段,对原水的净化方式一般使用聚合氯化铝当作絮凝 剂,从而实现对水的净化提纯。聚合氯化铝在供水行业得到了 较为广泛的应用,对原水的pH值以及水温具有较强的适应性。 此外,利用聚合铝也可以产生一些不同的且应用性能良好的聚 合铝絮凝剂,从而提升了絮凝的效果。其中,盐铝絮凝剂对于 原水的处理有着较好的应用效果。但是,随着我国经济的不 断发展,人们的生活水平日益提高,对环境保护问题越来越关 注,人们对于饮用水的安全程度也更加重视,各种药剂的残余 量对人们健康的影响成为研究的热点[1]。
根据前文的分析结果可知,生活用水中铝元素的理论含量 值为0.001~0.004mg/L,但是我国供水厂中自来水的铝含量达到 了0.18~0.60mg/L,水中残留铝的含量远远超过了规定标准的含 量,由此可见,对水中残留铝进行监测非常重要。此外,我国 也对水中残留铝含量的检测工作制定了相应的法律法规[3]。
研究,使我们了解到,聚合氯化铝能够对水进行净化提纯,在 供水行业得到了较为广泛的应用,但是大多数的供水企业对水 中残留铝的监测工作没有给予一定的重视,过量的铝元素不仅 会危害人们的身体健康,还会给各种生物以及生态环境造成威 胁。因此,需要对水中的残留铝进行必要的监测工作,在饮用 水的处理过程要注意药剂的选择、投加方式的确定、pH值的控 制等工作,从而在最大程度上降低水中的铝含量。
对于人类而言,身体内铝的总含量是50~100mg,在饮食当 中能够摄入大约45mg的铝,而人类体内的铝吸收率是0.1%。排 除被人们排出体外的铝,还会有少量的铝会被吸收,且分布在人 体的大脑、肝脏等部位。铝元素对人类的中枢神经系统有着极大
的影响。根据调查研究结果显示,过量的残留铝含量会极大地增 加脱发、帕金森综合征、大脑痴呆等疾病的发生概率。在日常的 生活当中,人们对铝元素的摄入来源于很多的方面。因此,在一 定程度上减少对于铝元素的吸收非常的重要。而水是人们正常生 活的必需品,所以要对经过聚合氯化铝处理后的生活用水进行监 测和控制,从而避免人们对于铝元素的过量摄入。

混凝沉淀工艺对残余铝去除的影响

混凝沉淀工艺对残余铝去除的影响

70 浊度 20NTU, 平均铝含量 0.12mg/L。 原水中铝含量与浊 度的变化基本一致, 随浊度的升高降低相应升高降低。 水厂的沉淀池分为两组,分别采用斜管和小间 距斜板, 正常运行时混凝沉淀流程处理效果稳定, 总 沉水 (即两组沉淀池处理后的混合水) 余浊一般在 5 NTU 以下。以聚合氯化铝作为混凝剂, 投药泵投 药,投药量用 SC-3000A 型单因子混凝投药测控系 统自动控制。 为考察水温变化的影响,实验主要安排在两个 6! 7 月份和 10! 11 月份, 6! 7 月份的水温基 时期: 本在 8-18" 之间, 10 ! 11 月份的水温在 0 ! 2" 左 右。以沉淀池水温值表示。 根据原水的水质情况, 改变自动控制系统的设定 值, 通过 SC-3000A 型单因子混凝投药控制系统自动 调节投药量, 保证沉淀池的出水浊度满足实验要求。 实验在水厂的日间生产期间进行,取总沉水和 滤后水为主要研究水样, 隔 1.5! 2h 取一次样, 测其 浊度、 铝含量、 pH 值等水质参数; 原水的主要水质参 数, 包括浊度、 铝含量、 pH 值、 水温等, 每天测一次。 15 次重复实验的平均值。
实验 1 原水浊度(NTU) 聚合铝投量(mg/L) 35 2.0
实验 2 105 3.0
实验分别在原水浊度 35 NTU 和 105 NTU 条 件下进行,结果如图 2 和图 3 (投药量以商品重量 计)。 从图 2 和图 3 可以看出: 1) 余铝的变化规律与 余浊类似, 即当投药量增加时, 余铝先逐渐减少, 达 到一最低值后又逐渐增加;在某一投药量下出现余 铝的最低值; 2)在同一组实验内, 使余铝最低的投药 量低于余浊最低的投药量。 笔者认为, 该现象的出现 是由于在混凝沉淀过程中, 存在如下的趋势: 随投药

混凝沉淀中影响除铝效率的因素

混凝沉淀中影响除铝效率的因素

混凝沉淀中影响除铝效率的因素
王志红;崔福义;郑学书;车振启
【期刊名称】《中国给水排水》
【年(卷),期】2001(17)10
【摘要】通过去除饮用水中铝的一系列生产试验 ,主要研究了混凝沉淀过程中浊度、水温、pH值等因素对沉淀水余铝的影响 ,提出除铝可以分为降低溶解铝和去除颗
粒铝的两种途径。

余浊和余铝在一定浓度范围内呈线性相关关系 ,此时除浊能同时有效去除颗粒铝。

在不同温度下有不同的最佳 pH值 ,调节 pH值有利于降低溶解
铝 ,增加铝的可去除性。

在此基础上 ,对水厂生产运行提出了一些建议。

【总页数】4页(P5-8)
【关键词】饮用水;除铝;混凝;沉淀
【作者】王志红;崔福义;郑学书;车振启
【作者单位】哈尔滨工业大学市政环境工程学院;宾县自来水公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.22;TU991.23
【相关文献】
1.混凝沉淀工艺对残余铝去除的影响 [J], 王志红;崔福义;康艳(供稿)
2.常规水处理混凝沉淀工艺中除浊与除铝的相关性研究 [J], 张晶;刘宇
3.常规水处理混凝沉淀工艺中除浊与除铝的相关性研究 [J], 张晶;刘宇
4.常规水处理混凝沉淀工艺中除浊与除铝的相关性研究 [J], 崔福义;张霄宇;冯琦;
周波;周富涛
5.混凝沉淀过程中铝系混凝剂的形态转化规律 [J], 赵华章;杨宏伟;蒋展鹏;师绍琪因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

常规水处理混凝沉淀工艺中除浊与除铝的相关性研究

常规水处理混凝沉淀工艺中除浊与除铝的相关性研究

摘要:本文首先通过实验证明了常规水处理混凝沉淀工艺能大幅度降低水体中铝的含量,进而通过混凝剂种类、投药量、pH值、温度等因素对出水浊度及残余铝的影响分析,得出常规水处理中浊度与铝的去除有较强相关性的结论,因此通过优化、强化常规水处理工艺使出水残余铝达到水质标准的要求是可行的。

关键词:常规水处理浊度残余铝相关性1 铝的危害及来源铝是地壳中分布广含量多的金属元素之一。

铝由于其特殊的性质及丰富的含量在现代科学技术和工业中被广泛应用,给我们带来了方便。

但是,随着科技的进步,铝对自然、对人类不利的一面也逐渐引起了人们的注意和研究,特别是铝对人体健康的影响问题越来越引起人们的关注。

近代医学表明,过量摄入铝会引起如下疾病:老年性痴呆症,记忆力减退;使骨质变得疏松软化:肾功能失调,肾衰竭及尿毒症;使血液和心血管发生疾病;对体细胞及生殖细胞有致突变的作用。

此外,铝对动植物及工业等方面也存在不同程度的危害[1]。

人体摄入铝的主要途径之一便是饮用水。

饮用水中铝的来源比较复杂,主要有以下几个途径:①.土壤中的铝溶解进入天然水体;②.给水处理中铝盐混凝剂的使用是出水残余铝升高的直接原因;③.含铝工业废水不合理排放也会增加接纳水体的含铝量。

欧美许多发达国家制定了饮用水中铝的限制指标。

在我国卫生部即将颁发的《生活饮用水卫生标准》中也将铝列为饮用水水质控制指标之一,并明确规定饮用水中铝含量不得高于0.2mg/l。

然而,饮用水中铝浓度超标问题在我国十分严重。

笔者曾进行过专门的调查,在全国范围内的40个城市中,饮用水中铝浓度超过0.2mg/l的占32.5%,在东北地区更高达76.9%[2]。

显然研究降低饮用水中铝浓度的问题十分迫切。

针对我国水厂基本上以常规水处理工艺为主的现状,研究常规水处理工艺的除铝性能是有实际意义的。

2 常规水处理工艺除铝的可能性如果以物理存在形态划分,水中的铝以两种状态存在,即颗粒铝(以固态存在的铝)和溶解态铝。

铝盐混凝剂的混凝效果与残留铝含量和组分之间的关系研究

铝盐混凝剂的混凝效果与残留铝含量和组分之间的关系研究

1材料与方法
1.1仪器与试剂
FA2004N电子天平(上海精密科学仪器有限公司);ZR4.6自动控制六联搅拌机(深圳市中润水 工业技术发展有限公司);JH.752紫外/可见分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司);2100P便携式 液体浊度仪(美国Hach公u--J);pHS.3C型pH计(上海理达仪器厂) 铬天青S、乙二胺四乙酸二钠、乙酸钠、二甲酚橙、抗坏血酸、氯化钠、氢氧化钠、无水乙 醇、无水碳酸钠(天津市广成化学试剂有限公司,AR);六水合氯化铝、对硝基酚、无水乙二胺(国 药集团化学试剂有限公司,AR);聚乙二醇辛基苯醚,溴代十六烷基吡啶(国药集团化学试剂有限 公司,CP):高纯铝片及高纯锌片(99.99%,中国医药公司北京采购供应站经销):001"7强酸性苯乙 烯系阳离子交换树脂(天津市大茂化学试剂厂);十八水合硫酸铝(广东汕头市西龙化工厂,AR); 高岭土(天津市科密欧化学试剂开发中心,AR);浓盐酸(莱阳经济技术开发区精细化工厂,GR); 腐植酸(上海巨枫化学科技有限公司,生化试剂)
mg/L17J.
目前,大多科技工作者仅关注处理前后水体中的总铝或总溶解性铝的含量,面对处理后水中不 同组分残留铝的分离研究甚少,所以不同的铝盐混凝剂处理饮用水时不能很好地解释处理后水铝 含量为何会改变,也就不能采取有效的措施来控制残留铝的含量;另外,铝的毒性与其在水体中的形 态密切相关f8】,因此,有针对性地开展铝盐混凝剂用于给水处理中残留铝含量和组分的研究是十分 必要的.本文系统分析了氯化铝、硫酸铝和聚合氯化铝三种混凝剂对腐植酸高岭土模拟水样的混凝 效果及处理后水中残留铝的分离和测定,分析了不同混凝剂处理腐植酸高岭土模拟水样后残留铝 组分的含量和变化,为新型高效铝盐混凝剂的研制开发和保障处理后水中残留铝含量达标奠定了 基础.

浅谈水处理中混凝剂的选择

浅谈水处理中混凝剂的选择

浅谈水处理中的混凝剂的选择郑州自来水投资控股有限公司李红梅王义伟李梦露李安文摘要:本文通过对铝盐和铁盐优缺点及在水处理中混凝效果的对比分析,找出最佳的混凝剂选择以优化水处理效果,保证出厂水质安全. 关键词:铝盐铁盐混凝混凝是水处理工艺中的重要环节,混凝效果的好坏关系到工艺处理效果的评价,水处理使用的混凝剂主要有无机混凝剂和有机高分子混凝剂两大类。

无机混凝剂以硫酸铝、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸(PAS)等铝系混凝剂;以三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁(PFS)和聚合氯化铁(PFC)等铁系混凝剂为代表;有机高分子混凝剂以聚丙烯酰胺(PAM)、聚硅酸铝铁混凝剂(PAFS)、聚合氯化铝铁(PAFC)等混凝剂为代表,下面就铝盐与铁盐混凝剂的特点展开探讨。

1.铝盐混凝剂铝盐的混凝机理主要是其水解过程的中间产物能与水中不同阴离子和负电溶胶形成聚合体,即产生聚合混凝作用。

聚合氯化铝由于含有更多的高电荷、高聚合度形态,因而具有更强的电中和能力和强烈的吸附能力。

但是,近年来随着水处理过程中铝盐混凝剂的大量广泛使用,饮用水铝超标现象频繁出现,特别是在冬季及气温较低的北方地区尤为严重。

有关文献表明居民用水的总铝含量高于水源的总铝浓度,说明混凝过程中铝盐混凝剂的残留是造成出厂水铝含量增加的主要原因[1].对饮用水中铝含量的限制,欧美国家认识较早,相关标准也最为严格,大部分国家的警戒线水平为0.05mg/L[2]。

而在我国现行的水质标准《生活饮用水水质标准GB 5749-2006》中,对铝含量限制为0.20 mg/L.资料表明铝进入人体后,通过蓄积参与生物化学反应,导致产生老年痴呆、铝性骨病、铝性贫血等中毒病症[3],根据国际老年痴呆协会中国委员会的资料,全球老年痴呆患者2400多万,其中中国患者700多万,且每年以30万新增病人的速度增加。

2。

铁盐混凝剂铁盐混凝剂包括聚合氯化铁、液体聚合硫酸铁、三氯化铁、聚合磷酸类复合铁盐、聚合硅酸类复合铁盐、铝铁共聚复合混凝剂等。

高分子铝盐絮凝剂制备和混凝性能研究

高分子铝盐絮凝剂制备和混凝性能研究

高分子铝盐絮凝剂制备和混凝性能研究赵 冬,朱 帅(沈阳理工大学,辽宁 沈阳 110168)摘 要:在现在的水处理过程当中,絮凝剂的开发和利用是最为有效的办法。

随着科学技术的发展,逐渐开发出高分子铝盐絮凝剂来进行更为有效的水处理工作,现在最具代表性的复合无机高分子絮凝剂主要有聚硅氯化铝、聚硅酸铁、聚硅酸铁铝这三种。

文本主要研究了第一种聚硅氯化铝的絮凝剂的制备方式,并且研究了其所可能存在的作用机理。

以及其拥有的混凝性能,为未来的水处理工作提供一个基础的设想。

关键词:高分子絮凝剂;聚硅氯化铝;水处理;混凝性中图分类号:TQ314 文献标示码:A 文章编号:1002-5065(2016)23-0168-2Study on Preparation and coagulation properties of high molecular aluminum salt flocculantZHAO Dong, ZHU Shuai(Shengyang ligong University,Shenyang 110168,China)Abstract: In the present water treatment process, the development and utilization of flocculant is the most effective way. With the development of science and technology, gradually developed high molecular aluminum salt flocculant to more effective water treatment, the most representative of the main poly silicon aluminum chloride, poly ferric silicate, polysilicate ferric aluminum three. The text mainly studies the preparation method of the first kind of flocculant, and studies the possible mechanism. As well as its own coagulation performance, for the future of water treatment work to provide a basis for the idea.Keywords: high polymer flocculant; poly silicon aluminum chloride; water treatment; coagulation在最早的絮凝剂应用当中所普遍使用都是硫酸铝、硫酸亚铁以及三氯化铁这三种无机盐形式的絮凝剂,而且它们都属于低分子行列当中。

高锰酸钾助凝铝盐混凝剂处理低浊水效能及对出水残余铝的影响

高锰酸钾助凝铝盐混凝剂处理低浊水效能及对出水残余铝的影响

体z e t a电位 的影 响 随 其 投 量 的 增 加 有 小 幅下 降 ,同 时 ,KMn O 能 有 效 地 降 低 出水 中剩 余 浊 度 与 溶 解 性 有 机 物 含
量 ,对 A1 C 1 s 、P AC 1 的 助 凝 作 用 主 要 体 现 在 电性 中 和 阶段 。KM n O 也 能 有 效 地 降 低 出水 中 A1 与 Al 。含 量 ,且 残 余 铝 多 以 A1 的形 式 存 在 ,Al o含 量 相 对 较 低 ;相 同混 凝 剂 投 量 下 ,Al 与 剩 余 浊 度 存 在 一 定 的 正 相 关 性 ,而 残 余 Al o含 量 受 KMn O 以及 铝 盐 混 凝 剂 投 量 的 双 重 影 响 。 以 网捕 卷 扫 为 主 导 时 ,A 1 o含 量 较 稳 定 ,在 较 小 范 围
XI E Si , YA NG Ya n l i ng , LI Xi n g , ZHOU Zh i we i , S U Zha o y a ng , LI ANG He ng 2。 LI Gu i b a i
( Co l l e g e o f Ar c h i t e c t u r e a n d C i v i l En g i n e e r i n g,Be i j i n g Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y,Be i j i n g 1 0 0 1 2 4,Ch i n a;
第 6 4卷 第 3期 2 0 1 3年 3月

工 学

V o1 .6 4 No. 3 Ma r c h 2O 13
CI ESC ∈

l 研究论文8 高锰 酸 钾 助 凝 铝 盐 混 凝 剂 处 理 低 浊 水 效 能 及

给水原水处理中的混凝技术

给水原水处理中的混凝技术

给水原水处理中的混凝技术华南理工大学造纸与环境工程学院(广东广州,510641) 周勤 肖锦 摘要 综述了混凝剂和混凝技术在给水原水水处理中的应用现状,并对其今后的发展提出了看法。

关键词 给水,混凝,聚合氯化铝 混凝技术是目前国内外广泛使用的既经济又简单的水处理技术,在给水的净化处理中获得普遍的应用。

自1884年美国开发使用硫酸铝(AS)以来,铝盐在水处理工业中占有重要地位。

到本世纪60年代,聚合氯化铝(PAC)以其优越的净水性能被广泛应用。

迄今为止,铝盐在饮用水处理中使用最广泛,产量最大。

日本有八个生产PAC 厂家,年产量近50万t。

我国硫酸铝的生产能力近100万t, PAC的主要生产厂超过50家。

据日本水协报导,PA C与AS 相比,浓度与投加量相等情况下需碱量后者比前者约多1倍,且PAC除浊、除菌的效果均优于AS。

随着科技的发展,一些新型的铝盐正处于研制、应用和推广中:杭州自来水公司以聚硫氯化铝(PACS)和硫酸铝在原水中进行混凝实验的比较,发现前者对浊度和色度的去除率可提高10%左右〔1〕。

另有报导,聚合硫酸铝和含镁聚合铝的混凝作用均比硫酸铝好,而且对pH值的影响较小〔2〕。

1989年汉迪化学品公司研制成功一种碱式多羟基硅酸铝(PASS),据报导成本约为明矾的2倍,但它含有更多的活性铝,能生成高密度的絮状物,沉降速度快,用量少,温度范围广,处理后残余铝低,十分适宜用于饮用原水处理。

目前加拿大、日本、英国等均有生产,已得到全美科学财团(NSF)饮用水处理的认可〔3〕。

另一种含铝离子的聚硅酸絮凝剂(PSAA)也被认为对低温低浊度水具有良好的混凝性能。

1995年南京自来水公司上元门水厂扩建10万m3/d 工程,应用引入高分子助凝剂的CF复合聚氯化铝作为混凝剂,经过三年的比较发现其使用比单一PAC便宜,出水水质达标。

据称这种CF复合聚氯化铝经江苏省卫生防疫站检测为食品级,无毒无害,可用于饮用原水处理〔5〕。

聚合铝盐混凝剂混凝除藻机理与强化除藻措施

聚合铝盐混凝剂混凝除藻机理与强化除藻措施

聚合铝盐混凝剂混凝除藻机理与强化除藻措施雷国元,张晓晴,王丹鸶(武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉430081)摘要:针对微污染水处理中藻细胞的去除,研究聚合氯化铝形态分布对混凝除藻效率的影响。

结果表明,混凝剂水解产物中,中等聚合物含量影响混凝过程中藻细胞去除率。

中等聚合物含量越大,藻细胞去除率越高;在一定条件下,藻细胞去除率与中等聚合物含量线性相关,混凝出水中残铝含量与单体和低聚物含量线性相关。

对聚合氯化铝,中等聚合物含量与碱化度线性相关。

适量加聚磷酸根、硅酸根可以提高混凝除藻效率,并能显著降低混凝出水中残铝含量,所阐述的混凝除藻机理可以较好地解释实验现象。

关键词:微污染水;水处理;混凝剂;藻细胞;除藻机理中图分类号:TU991.2 文献标识码:A 文章编号:1004—6933(2007)05—0050-05我国许多饮用水水源地呈微污染状况,水中藻类生物大量繁殖会产生藻毒素,使水产生异味,增加消毒副产物量。

随着水质标准的逐渐提高,微污染水处理是给水处理领域里一个重要课题。

我国绝大多数水厂都采用“混凝一过滤”工艺来处理源水,研制与使用高效混凝剂除藻,利用现有工艺流程来改善水质,是技术经济上最有效的措施。

微污染水中藻细胞数量多、密度小、活性高,比无机颗粒物难以去除。

但是,过去研制混凝剂时都是以无机颗粒物去除指标来表征其性能,未涉及藻细胞、有机物的去除效果。

强化混凝除藻,混凝出水中残铝浓度可能因混凝剂剂量增加而上升。

所以,本文针对微污染水处理中藻细胞的去除和混凝出水中残铝浓度的控制,以聚合氯化铝为对象,研究药剂形态分布、阴离子加聚对混凝的影响,为微污染水处理药剂的开发提供理论基础。

1 材料与方法1.1 药剂制备制备聚合氯化铝(PAC)步骤为:配制浓度为1 mol/L的A12O3·6H20储备液,按配制浓度吸取12.5 mL的铝储备液于500 mL的烧杯中,加入适量蒸馏水,在强烈搅拌条件下(300 r/min)缓缓滴加浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液,滴加速度控制在0.5mL/min,以避免局部生成沉淀,滴加碱量由所配药剂的碱化度B决定(B=[OH 一]/[A13+]);反应完毕后,继续搅拌120min,再定容成0.25 L,溶液的铝浓度为0.05 mol/L;室温熟化24 h后,置于冰箱内(4℃)保存待用。

常规供水处理工艺中铝含量变化的影响因素与控制方法

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前沿理论与策略
区域治理
常规供水处理工艺中铝含量变化的影响因素与控制方法
郭世元
黄山市自来水有限公司,安徽黄山 245000
摘要:混凝是水处理工艺中的关键环节之一,硫酸铝和氯4.E,z£g等传统铝盐,以及聚合氯化铝等无机高分子絮凝剂在目前水处理中 的应用和研究最为广泛。铝盐絮凝剂具有良好地混凝效果,被广泛应用于饮用水混凝工艺中,但是在使用过程中由于水温、水质、操 作等原因可能会导致出厂水残余铝难以控制,对用水居民产生一定程度的影响。本文主要研究影响饮用水中铝含量的因素,并提出相 应的控制方法。
第三,当原水PH值较高时,投加一 定量的FeCL。,使原水PH值降至适当的 范围内,并控制投加药量在最佳投药量时, 原水浊度去除率较高,残余铝含量低于 0.2mg/L。建议当原水PH值超过8.5时, 可以考虑投加一定量FeCL3来优化控制 残余铝。由于我司采用次氯酸钠作为消毒 剂。而次氯酸钠呈强碱性,投加后将会使 出厂水PH值升高,故建议原水PH值上 升至8.3时,即可投加FeCL3,以此达到 控制出厂水铝含量及PH值的目的。
由以上内容综合可知,当原水PH值 的较高时,投加一定量的氯化铁,并控制 投加药量在最佳投药量附近时,原水浊度 及沉后水残余铝含量去除率较高,沉后水 残余铁含量也能达标。
3混凝剂对余铝的影响 选择6种混凝剂比较,分别为聚合氯 化铝、氯化铁、聚合氯化铝铁、聚合硫酸 铁、硫酸铝和聚合硫酸铝。先确定各个混 凝剂的适合PH值,然后加入等浓度的不 同混凝剂,对比各组残余铝和出水浊度的 情况。实验显示铁系混凝剂余铝更为稳定, 铝系混凝剂的结果会受到投量影响,特别 是增大投量时,余铝量显著增加;6中混 凝剂效果差异较小,聚合氯化铝铁的除铝 除浊,效果更佳【2】。 三、结语及控制方法 第一,出水残余铝含量与浊度变化规 律基本一致。对二厂原水来说,当PH值在 正常的范围内时。严格按照原水的最佳需矾

混凝加药过程铝含量变化之研究

混凝加药过程铝含量变化之研究

北宜高雪山隧道原水中鐵、錳氧化機構之探討及最適化操作之研究莊淨雯、陳振輝摘要本處所屬北宜高雪山隧道水源水質中,其含鐵量約在0.52~1.62 mg/L、含錳量約在0.05~0.18mg/L之間,需加以處理方能符合飲用水水質標準;本研究主要藉由進行實際淨水場之模廠實驗,以獲得符合實場水質實用的鐵、錳去除之相關操作參數,以作為淨水場操作之參考。

由本研究結果知,水中溶氧量隨水溫升高而降低;水溫愈高水中溶氧量愈低,水溫愈低水中溶氧量愈高;由於北宜高雪山隧道原水在導坑內長途流動曝氣結果,使得原水與曝氣塔流出水均含有飽和氧含量,因此曝氣塔之主要功能為除去水中之二氧化碳、臭味物質及揮發性有機物;由於錳(Mn2+)之氧氣電位較鐵(Fe2+)高,而不易被氧化,因此在錳(Mn2+)與鐵(Fe2+)均有之水源,應以錳(Mn2+)之處理條件,作為淨水操作的考量因子;以氧氣(O2)作為氧化劑,氧化水中錳(Mn2+)與鐵(Fe2+)的過程中,將產生氫離子(H+),而影響氧化反應的進行;因此水中應含有足夠的鹼度方能使氧化反應順利進行,故水之pH值愈高愈有利於水中錳(Mn2+)與鐵(Fe2+)的氧化去除;如以氧氣(O2)作為氧化劑,考量本場之處理程序,欲將水中之錳(Mn2+)及鐵(Fe2+)含量處理至符合法規標準,處理水之pH值需調至9.5以上;以次氯酸鈉作為氧化劑,由於其氧化電位較氧氣(O2)高,因此其對水中錳(Mn2+)與鐵(Fe2+)之氧化速率較使用氧氣(O2)快;且水中之自由有效餘氯濃度愈高,反應速率愈快;如以次氯酸鈉作為氧化劑,考量本場之處理程序,欲將水中之錳(Mn2+)及鐵(Fe2+)含量處理至符合法規標準,處理水之自由有效餘氯濃度值需調至0.43 mg/L以上。

由於使用次氯酸鈉作氧化劑較以氧氣(O2)作氧化劑,具有不必調整pH值、較佳之氧化能力及操作簡便等優點;因此水中錳(Mn2+)及鐵(Fe2+)之氧化以使用次氯酸鈉作為氧化劑為宜;為使保持清水約含0.5~0.6 mg/L之餘氯量,因此曝氣槽出口原水之加氯量以0.88mg/L為佳。

电解制备的聚合铝中铝形态分布对其絮凝效能的影响!

电解制备的聚合铝中铝形态分布对其絮凝效能的影响!

电解制备的聚合铝中铝形态分布对其絮凝效能的影响!胡承志"刘会娟曲久辉#张广军!(中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室北京!""""#$)(!西北农林科技大学资源与环境学院杨凌%!&!"")摘要以核磁共振法测定结果为依据,将聚合铝划分为’种组成形态,通过实验研究了具有不同铝形态分布的聚合铝的絮凝效能。

结果表明,聚合铝的絮凝效能随()!’含量的增加而显著提高。

在碱性及中性环境中,聚合铝的三种形态中凝聚絮凝能力由强到弱依次为()!’、()*和()+。

残留铝含量与絮凝剂絮凝效能成反比。

关键词聚合氯化铝,电解法,铝形态,絮凝效能"引言无机高分子絮凝剂(,-.)作为第二代无机絮凝剂,具有比传统絮凝剂如硫酸铝、氯化铁等效能优异,比有机高分子絮凝剂价格低廉等优点,从而成功地应用在水处理的各种流程中,逐渐成为主流絮凝剂[!,&]。

研究表明,传统的铝盐絮凝剂如硫酸铝和氯化铝在一般水质条件下的主要作用形态是自发水解产物即初聚体、低聚体和凝胶沉淀物[’/$],而预制的聚合氯化铝(-(0)实际上是一定条件控制下铝的水解/聚合/沉淀过程的中间产物,其溶液除存在铝的单体及二聚体外,还存在着聚十三铝(化学式为()!’12(13)%4&2,()!’)以及铝的更高聚合形态[5,%]。

研究不同的铝形态在絮凝过程中所起的作用是了解聚合铝凝聚絮凝作用机理的关键问题。

本研究以高岭土为悬浮颗粒物制成模拟水样,采用混凝烧杯试验方法,分别对几种以电解法[#]制备的较高()!’含量的聚合氯化铝(6/-(0)和其他几种市售的含不同铝形态的-(0的絮凝效能进行了研究,以明确-(0中不同铝形态分布对其絮凝效能的影响。

!实验部分!"!仪器与试剂-7/%""型六联浆式混凝试验机(-38,-9:7,;<,=9(),&!"">型浊度仪(3(03,=9(),%&!紫外分光光度计(上海),%&"(型3计(1;,1>,=9(),@A /B C D E F A G &"""型F A B C 电位分析仪(H C )I A G J ,=K ),H C D B A G /D E F A G &"""型激光粒度分析仪(H C )I A G J ,=K ),’!""型原子吸收光谱仪(-A G L E J 6)+A G 0M ,=9()。

铝盐混凝剂的投加对活性污泥微生物活性的影响

铝盐混凝剂的投加对活性污泥微生物活性的影响

铝盐混凝剂的投加对活性污泥微生物活性的影响王森;张丹;王学川;姜红林;王建华【摘要】By adding PAC for testing the destructiveness of acclimated sludge,the influences of PAC with different concentrations on TTC-ETS,SOUR,AUR,and the removing rates of COD,TP and NH4+-N are investigated,and the residual aluminum ions in water determined. The results show that when PAC dosage is 0-60 mg/L ,it has certain promoter effect on both TTC-ETS and SOUR ,and the removing rates of COD and TP can reach or close to maximum values. However,with the increase of PAC,certain inhibitory effect occurs to TTC-ETS and SOUR,and the removing rates of COD and TP are decreased. No matter how high or how low the PAC is ,it has inhibitory effect on the remo-ving rates of AUR and ammonia nitrogen. The residual amount of aluminum ions in water can be increased with the increase of PAC dosage,but more than 90%of it can be transferred to the sludge and discharged.%通过投加PAC对驯化污泥的破坏性试验,研究了各浓度PAC对TTC-ETS、SOUR、AUR及COD去除率、TP去除率、氨氮去除率的影响,并测定水中残留的铝离子。

循环水排污水处理中残余水处理药剂对混凝的影响

循环水排污水处理中残余水处理药剂对混凝的影响

泥法来说,通常为2~7天,而CASS工艺却长达25~30天,所以,CASS工艺具有较强的污泥稳定性,脱水性能优越,同时产生的剩余污泥比较少。

2.5抗冲击能力强为了适应进水量和水质的变比,可以对CASS工艺的运行周期进行调节。

如果进水浓度相对比较高,在这种情况下,为了达到相应的排放标准,通过采用延长曝气时间的方式进行处理,进而在一定程度上满足抗冲击负荷的目的。

通过对运行资料进行多年的研究分析,当流量冲击和有机负荷冲击超过设计值的2~3倍,在这种情况下,处理效果依然良好,并且能够满足相应的排放要求。

2.6生化反应推动力大对于CASS工艺来说,从污染物的降解过程来看,当污水连续进入CASS池的水量比较低时,在这种情况下就可以被混合液进行稀释。

对于CASS工艺通过进行上述的研究分析,该工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器,其生化反应推动力比较大。

2.7运行方式多样化对于大型污水处理厂来说,通常情况下为了增加污水的处理规模,往往需要按照多池模块组合的方式设计相应的CASS反应池,并且各个单池在一定程度上可以单独运行。

与设计值相比,当处理的污水数量比较小时,在这种情况下往往需要在反应池低水位上运行,或者投入部分反应池等多种运行方式。

2.8一次性投资优势对于CASS来说,其工艺流程非常简单,占地面积非常小,而且投资比较低。

CASS的核心构筑物主要是反应池,污水处理设施布置方面CASS比较紧凑,并且没有二沉池及污泥回流设备。

3结论综上所述,CASS工艺有周期脱氮除磷好、出水水质好、沉淀效果好、污泥膨胀率较低、剩余污泥量较小、抗冲击能力较强、生化反应推动力较大、运行方式多样化、一次性投资少的优点。

因此在设计时应使得处理工艺更加符合不同污水处理需求,使得CASS工艺更具有效性和经济性。

参考文献:[1]张统.SBR及其变法污水处理与回用技术.环境科学与工程进展丛书,化学工业出版社,2003.[2]王福珍.污泥膨胀问题与序列间歇式活性污泥法[J].中国环境科学,1995[3]李勇.间歇式活性污泥法脱氮除磷工艺的改进及试验研究[D].哈尔滨工业大学,2000(5).摘要:水处理药剂是在进行污水处理当中所必须运用到的一种化学药剂,它能够有效的除去水中的有毒物质、除臭脱色、软化水质等。

高碱度水混凝过程中残余铝控制影响因素的研究

高碱度水混凝过程中残余铝控制影响因素的研究

高碱度水混凝过程中残余铝控制影响因素的研究朱灵峰;田艳娥;黄豆豆;陈桂霞;程萌;张楠【摘要】针对高碱度水厂水夏季残余铝超标问题,选取4种不同铝盐絮凝剂考察其混凝效果及残余铝情况,同时考察投加一定量FeCl3和KMnO4优化混凝控制残余铝效果.结果表明,pH值和温度是影响混凝过程残余铝控制的重要因素;AlCl3和Al2(SO4)3混凝去除浊度和DOC效果良好,同时残余铝含量较低;Fe和Mn均能达到优化混凝控制出厂水残余铝含量在0.2 mg ·L-1以下的要求.【期刊名称】《河南农业大学学报》【年(卷),期】2013(047)002【总页数】5页(P197-201)【关键词】高碱度水;混凝;铝盐;残余铝;水处理【作者】朱灵峰;田艳娥;黄豆豆;陈桂霞;程萌;张楠【作者单位】华北水利水电学院环境与市政工程学院,河南郑州450045;华北水利水电学院环境与市政工程学院,河南郑州450045;华北水利水电学院环境与市政工程学院,河南郑州450045;华北水利水电学院环境与市政工程学院,河南郑州450045;华北水利水电学院环境与市政工程学院,河南郑州450045;华北水利水电学院环境与市政工程学院,河南郑州450045【正文语种】中文【中图分类】X52混凝是水处理工艺中的关键环节之一,硫酸铝和氯化铝等传统铝盐,以及聚合氯化铝等无机高分子絮凝剂在目前水处理中应用和研究最广泛[1].铝盐絮凝剂具有良好地混凝效果,被广泛应用于饮用水混凝工艺中.但是在使用过程由于水质、操作等原因可能会导致出厂水残余铝超标的问题.聚集在人体中的铝过高将会导致软骨化症、老年痴呆症、尿毒症等疾病,甚至造成死亡[2,3].鉴于铝对人体的危害以及残余铝超标越来越严重,中国在2006年修订的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)中规定铝的标准限值为0.2 mg·L-1.王志红等[4]和杨忠莲等[5]认为残余铝中大部分是总溶解性铝,水体pH值过高是导致残余铝超标的重要原因.水中颗粒态铝主要以两性氢氧化物存在,pH值对颗粒铝的水解和溶解有着重要的影响.目前,中国大多城市采用湖泊等地表水作为饮用水源,由于水体富营养化导致水体碱度过高,高碱度水使混凝过程pH值过高,易造成颗粒铝的水解,从而可能导致出厂水残余铝超标,而且夏季水温过高,铝的溶解度变大,残余铝超标问题更为严重.目前,人们在温度、搅拌时间、出水浊度与残余铝关系等方面进行了的研究[4~6],但是针对水体夏季残余铝超标的实际研究还较少.为了解决夏季残余铝季节性超标严重的问题,本研究以铝盐三氯化铝(AlCl3)和硫酸铝(Al2(SO4)3)以及电解制备高Al13形态PACl1和水厂自制PACl2为絮凝剂,同时投加一定量的三氯化铁(FeCl3)或高锰酸钾(KM-nO4)优化混凝,为高碱度水残余铝超标进行研究,为控制高碱度水残余铝超标问题提供理论依据.1 材料与方法1.1 试验水样与试剂试验水样取自某水厂,其主要水质指标如下:pH 值为 8.23,浊度为 5.68 NTU,溶解性有机碳(DOC)为6.91 mg·L-1,UV254 为 0.073 cm-1,铝含量为 0.008 mg·L-1.试剂:三氯化铝(AlCl3·6H2 O)、硫酸铝(Al2(SO4)3·12H2 O)、三氯化铁(FeCl3)、高锰酸钾(KMnO4)、盐酸(HCl)、氢氧化钠(NaOH)、氟化钾(KF)等均为分析纯,购于国药集团化学试剂有限公司.1.2 絮凝剂表征试验用絮凝剂为电解法[7]制备的高Al13形态聚合氯化铝(PACl1),水厂自制工业级聚合氯化铝(PACl2),市售的三氯化铝(AlCl3)和硫酸铝(Al2(SO4)3),AlCl3和Al2(SO4)3配置为0.5 mol·L-1(以Al计)的储备液使用.4种絮凝剂特征指标见表1. 总铝含量用Al T(以Al计)表示,采用电感耦合等离子体光谱(PerkinElmer,Optima 2000,UK)测定;碱化度采用碱式滴定法(具体方法见 GB 15892—2003)测定;铝形态采用27 Al-核磁共振(27Al NMR)法测定,分析方法见文献[7],该方法可以定量得到3种铝形态含量,分别是:铝单体Alm形态、中聚体Al13形态、高聚体或胶体Alu形态;pH值用pH计(720A,Thermo Orion,USA)测定.1.3 混凝试验烧杯混凝试验于室温下(20℃)在六连搅拌仪(MY3000-6,武汉梅宇仪器有限公司)上进行.取400 mL模拟水样于500 mL烧杯中,以200 r·min-1预搅拌30 s,使水样混合均匀,投药后以250 r·min-1快速搅拌 2 min,40 r·min-1慢速搅拌 15 min,静置沉淀30 min,在液面以下2 cm处取样,样品沉后取上清液直接进行浊度测定;经0.45μm滤膜过滤后测定溶解性有机碳(DOC)、残余铝等指标.表1 絮凝剂特征指标Table1 Characteristics of coagulants?1.4 试验方法铝形态采用27 Al-核磁共振(27 Al NMR)法测定,在VARIANUNITY INOVA型(500 MHz)NMR谱仪上完成;DOC采用总有机碳分析仪(Shimadzu Co.,Japan)测定;UV254采用紫外/可见分光光度计(Hitachi High-Technologies Co.,Japan)测定;残余铝采用电感耦合等离子体质谱仪(Agilent 7500a,USA)测定;浊度采用浊度仪(HACH 2100N)测定.2 结果与分析2.1 余铝控制影响因素图1~图4为某水厂进厂水pH、COD、温度、浊度与混凝后出厂水残余铝的线性关系,絮凝剂为水厂自制 PACl1,絮凝剂投入量为3.4 mg·L-1(以Al计).结果表明,出厂水残余铝含量随着进厂水pH值、COD、温度、浊度等指标值的升高而升高,COD和浊度对残余铝的影响不是很明显,pH值和温度影响较显著.随着pH值和温度的升高,出厂水残余铝含量明显升高,残余铝与进厂水pH值和温度的相关性R2值分别为0.549 11和0.330 56,相关性显著.由图1~图4可以看出,出厂水残余铝超标可能是由于水体温度升高及pH值增大所致.Al的水解产物与pH值有密切关系,在酸性条件下水解产物主要以多核羟基配合物存在;在pH 6.5~7.5的中性范围内,水解产物将以Al(OH)3沉淀物为主;在碱性条件下(pH>8.5),水解产物将以负离子形态[Al(OH)4]-出现,pH 值越高,负离子形态越多[8].在最佳pH值时,颗粒铝的溶解度最小.由水厂水pH值可知,水厂水pH值处于碱性条件,有利于颗粒铝的水解,导致水体中溶解性铝浓度升高,不利于残余铝的控制.温度升高可导致颗粒铝的溶解度增大及最佳混凝pH值降低,因此温度升高不利于残余铝控制[4].图4 进厂水浊度与混凝后出厂水残余铝的线性关系Fig.4 The linear relationship of residual aluminum with water turbidity2.2 4种絮凝剂混凝效果以传统铝盐AlCl3和Al2(SO4)3以及实验室电解制备的PACl1和水厂自制的PACl2作为絮凝剂,考察水中DOC和浊度混凝去除效果以及残余铝剩余情况(图5,图6).结果表明,随着絮凝剂投入量的增加,DOC和浊度去除率升高;在絮凝剂投入量为0.5 ~3.0 mg·L-1(以 Al计)范围,DOC 去除率在10% ~50%之间;浊度去除效果良较好,絮凝剂投入量在 1.5 ~3.0 mg·L-1(以 Al计)时,浊度去除率均在90%以上.残余铝含量随着絮凝剂投入量的增加先下降后上升,PAC2在投入量为1.0 mg·L-1(以 Al计)时残余铝含量最低,AlCl3,Al2(SO4)3和PACl1在絮凝剂投入量为1.5 mg·L-1(以Al计)时残余铝含量最低.投入量在0.5~1.5 mg·L-1(以Al计)时,4种絮凝剂残余铝含量顺序为:PACl2<PACl1<AlCl3和 Al2(SO4)3;投入量在2.0 ~3.0 mg·L-1(以 Al计)时,4 种絮凝剂残余铝含量顺序为:AlCl3和Al2(SO4)3<PACl1<PACl2.残余铝含量随絮凝剂投入量的增加先下降后上升是有由于铝离子在不同pH值的水体中存在形态不同造成的,pH6.5~7.5的中性范围内有利于颗粒态Al(OH)3生成,pH生高或降低都会造成颗粒态Al(OH)3的水解,使水体残余铝浓度升高.絮凝剂投加后消耗水体碱度使pH值下降,如图7所示.传统铝盐 AlCl3和 Al2(SO4)3下降幅度较大,有利于颗粒态Al(OH)3生成,因此絮凝剂投入量高时不会造成出厂水残余铝超标的问题;PACll和PACl2碱化度较高,消耗水体碱度较小,使水体处于碱性环境,有利于颗粒铝的水解,因此絮凝剂投入量高时残余铝浓度会超出国家《生活饮用水卫生标准(GB 5749—2006)》中铝的标准限值0.2 mg·L-1.对于pH值较高的高碱度水库水,选用聚合氯化铝时可以通过调控pH值优化混凝控制出水残余铝浓度,或者选择传统铝盐以达到控制出厂水残余铝的目的.2.3 Fe和Mn的优化混凝效果选用水厂自制絮凝剂PACl2作为混凝剂,固定絮凝剂投入量为3.0 mg·L-1(以 Al 计),同时投入一定量的FeCl3,KMnO4.Fe/Al以质量比和摩尔比 2 种情况投加,比值分别为 0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6;固定 Fe/Al质量比为 0.3,高锰酸钾投入量(以 Mn 计)为 0.2,0.3、0.4,0.5,0.7,1.0 mg·L-1.Fe/Al比值及Mn投入量从低到高分别用 A组~F组表示,结果如图8和图9所示:加入Fe和Mn均能起到优化混凝控制残余铝含量度在0.2 mg·L-1以下,同时浊度NTU去除率均在90%以上,去除效果较好,DOC去除率均在31.91% ~36.11%之间.与不加 Fe和Mn相比较,浊度和DOC去除率有所提升,残余铝含量有所降低.研究结果表明,铝盐混凝过程加入一定量Fe和Mn均能起到优化混凝的目的.一般铝盐混凝去除污染物主要是通过电中和和卷扫絮凝两种作用机理完成[9,10].通常在低投入量絮凝剂中主要是溶解性的形态时,电中和是混凝的主要机理,当投入量增大体系中大量存在水解沉淀形态时,卷扫絮凝成为主要混凝机制.FeCl3混凝后水的pH值降低幅度高于铝盐,形成的水解产物所带正电荷密度升高,有利于对水中有机物和颗粒物的吸附去除,而水中颗粒态铝随有机物和浊度去除而去除[11].因此加入适量Fe能起到优化混凝控制残余铝作用.高锰酸钾具有强氧化性,能有效地氧化覆盖在胶体表面的有机涂层,降低水中胶体颗粒表面ξ电位,从而提高混凝效果,有效控制水中残余铝含量[12].由于Fe和Mn沉淀不完全,投量太高会使浊度去除率下降,DOC去除率变化不是很明显,因此综合考虑浊度、DOC及残余铝等指标,实际工程应用中应控制Al,Fe和Mn的投加量.3 结论1)混凝过程残余铝控制与进厂水 pH值、COD、温度、浊度等指标有关,pH值和温度影响比较显著.2)硫酸铝和氯化铝混凝效果较好,在絮凝剂投入量为1.5 ~3.0 mg·L-1(以 Al计)时,残余铝含量均低于0.2 mg·L-1,DOC和浊度去除效果良好,因此,在夏季残余铝超标时候可以考虑使用传统铝盐代替高碱度聚合氯化铝.3)投加一定量 Fe,Mn,DOC去除率均在31.91% ~36.11%之间,浊度 NTU去除率均在90%以上,残余铝含量低于0.2 mg·L-1,投加一定量 Fe,Mn可以达到优化混凝控制残余铝的目的.参考文献:[1] DUAN J,GREGORY J.Coagulation by hydrolyzing metal salts [J].Advance in Colloid and Interface Science,2003,100:475-502. [2]王红华.饮用水中铝的来源危害与防治[J].微量元素与健康研究,2006,23(1):60-63.[3]梁怡婷,刘睿倩.饮用水中残余铝的危害和研究现状[J].西南给排水,2001,23(5):9-11.[4]王志红,崔福义,郑学书,等.混凝沉淀中影响除铝效率的因素[J].中国给水排水,2001,17(10):5-8.[5]杨忠莲,高宝玉,岳钦艳.铝盐混凝剂的混凝效果与残余铝含量和组分之间的关系研究[J].环境科学,2010,31(6):1542-1547.[6]罗坚,杨殿梅.聚合氯化铝混凝机理及混凝条件对余铝的影响[J].海南医学院学报,2005,11(4):343-345.[7] LIU H J,QU J H,HU C Z,et al.Characteristics of nanosized polyaluminum chloride coagulant prepared by electrolysis process [J].Colloids and surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects,2003,216:139-147.[8]蒋绍阶,梁建军.净水中残余铝的危害与控制[J].重庆建筑大学学报,1992,21(6):27-30.[9] PALLIER V,FEUILLADE-CATHALIFAUD G,SERPAUD B,et al.Effect of organic matter on arsenic removal during coagulation/flocculationtreatment[J].Journal of Colloid and Interface Science,2010,342:26-32. [10] HU CZ,LIUH J,QU JH,et al.Coagulation behavior of aluminum salts in eutrophic water:significance of Al13 species and pH control [J].Environmental Science and Technology,2006,40(1):325-331. 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mg/L17J.
目前,大多科技工作者仅关注处理前后水体中的总铝或总溶解性铝的含量,面对处理后水中不 同组分残留铝的分离研究甚少,所以不同的铝盐混凝剂处理饮用水时不能很好地解释处理后水铝 含量为何会改变,也就不能采取有效的措施来控制残留铝的含量;另外,铝的毒性与其在水体中的形 态密切相关f8】,因此,有针对性地开展铝盐混凝剂用于给水处理中残留铝含量和组分的研究是十分 必要的.本文系统分析了氯化铝、硫酸铝和聚合氯化铝三种混凝剂对腐植酸高岭土模拟水样的混凝 效果及处理后水中残留铝的分离和测定,分析了不同混凝剂处理腐植酸高岭土模拟水样后残留铝 组分的含量和变化,为新型高效铝盐混凝剂的研制开发和保障处理后水中残留铝含量达标奠定了 基础.
relationship among coagulation effect of Al-based
diSCUSS the acid-kaolin
coagulants
in
humic
simulated water and
content
and speciation of residual aluminum.It was found that,at total
1.2混凝试验及效果指标的测定
通过向l:l的自来水与去离子水中加入适量的高岭土和腐植酸储备液,配成腐植酸含量为10 mg/L,浊度为(1 5土o.5)NTU的模拟水样.混凝试验在六联搅拌机上进行,取1 L原水,在200 r/min T快 速搅拌30 S后加入混凝剂(投加量均以A1203含量(ms/L)计),继续快搅l min,然后在40 r/min下慢速 搅拌15 rain,静置沉淀25 min后取上清液进行效果指标的测定及残留铝的分离和测定.
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Fig.2
三种混凝剂的除浊效果
Turbidity removal rate ofthree AI—based coagulants
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图3
Fig.3
三种混凝剂去除uV搿的效果
rate
UV254 removal
ofthree AI-based coagulants
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Fig.5
三种混凝剂混凝出水中残留总铝含量
contcnt
Residual aluminum
ofthree AI—based coagulants in the effluent
由图5可以看出,这三种混凝剂在不同投加量下的残留总铝量均先下降后上升,其中氯化铝的
残自总铝含量最高,硫酸铝和PAC的残留总铝含量均低于氯化铝的残留总铝含量;在较低投加量
全■给术臻度处理研究金2009皋率台
I论文毒1
铝盐混凝剂的混凝效果与残留铝含量和组分之间的关系研究
杨忠莲,高宝玉・,岳钦艳,姜义帅
(山东省水污染控制与资源化重点实验室,山东大学环境科学与工程学院,济南
250100) 摘要:研究了氯化铝、硫酸铝、聚合氯化铝(poly.aluminum chloride,PAC)三-种铝 盐混凝剂在腐植酸高岭土模拟水样中的的混凝效果与残留铝含量和组分之间的关系. 结果表明。PAC能在较高的投加量下达到较好的混凝效果,且较高投加量下出水中残 留总铝舍量和余铝率明显低于传统的铝盐混凝剂;三种混凝剂混凝处理腐植酸高岭 土模拟水样时,残留铝均大部分以溶解性总铝的形式存在,且溶解性有机铝在总溶解 性铝中所占比例较大;PAC能够有效降低出水中毒性较大的溶解性铝的含量. 关键词:铝盐混凝剂,混凝效果,残留铝,组分 中图分类号:X132
The relationship among coagulation effect ofAl-based coagulant,content and speciation of residual aluminum
YANG Zhong-lian,GAO Bao-yu*,YUE
Qin-yan,JIANG Yi.shuai
Key words:AI—based coagulant,coagulation effect,residual
aluminum,speciation
混凝沉淀是国内外饮用水源水净化处理过程中必经的处理方法.铝盐混凝剂,如氯化铝(AICl3)、
硫酸铝(舢2(s04)3)和聚合氯化铝(PAC),在饮用水处理中一直被广泛使用,其作用是有效去除水体
Abstract:The application of
AICl3,A12(s04)3
and poly-aluminum
chloride(PAC)in
to
humic acido(aolin simulated water was studied in this article.It iS intended
1材料与方法
1.1仪器与试剂
FA2004N电子天平(上海精密科学仪器有限公司);ZR4.6自动控制六联搅拌机(深圳市中润水 工业技术发展有限公司);JH.752紫外/可见分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司);2100P便携式 液体浊度仪(美国Hach公u--J);pHS.3C型pH计(上海理达仪器厂) 铬天青S、乙二胺四乙酸二钠、乙酸钠、二甲酚橙、抗坏血酸、氯化钠、氢氧化钠、无水乙 醇、无水碳酸钠(天津市广成化学试剂有限公司,AR);六水合氯化铝、对硝基酚、无水乙二胺(国 药集团化学试剂有限公司,AR);聚乙二醇辛基苯醚,溴代十六烷基吡啶(国药集团化学试剂有限 公司,CP):高纯铝片及高纯锌片(99.99%,中国医药公司北京采购供应站经销):001"7强酸性苯乙 烯系阳离子交换树脂(天津市大茂化学试剂厂);十八水合硫酸铝(广东汕头市西龙化工厂,AR); 高岭土(天津市科密欧化学试剂开发中心,AR);浓盐酸(莱阳经济技术开发区精细化工厂,GR); 腐植酸(上海巨枫化学科技有限公司,生化试剂)


图4三种混凝剂形成絮体的Zeta电位
Fi“
Zeta potcntial ofthree Al-baseA coagulants
at
different dosage
’。一436・-—・
由图2和图3可以看出,三种铝盐混凝剂在试验选取的投加量下对浊度和uV254的去除效果都 是先急剧增大后趋于平缓,最高可达90%左右;氯化铝和硫酸铝去除浊度和UV254的效果基本相 同;PAC在低投加量下的除浊效果略低于氯化铝和硫酸铝的除浊效果,而在较高的投加量下略高于 氯化铝的除浊效果;PAC去除uV2,。的效果略低于氯化铝和硫酸铝的效果.这是因为,铝盐混凝剂中 铝的形态分布是不同的,Al。、A1b、Al。三种形态的分子量依次增大,其稳定性也逐步增强It41.以Al。 为优势形态的氯化铝和硫酸铝稳定性最差,在试验的碱性水体条件下极易水解为AI(OH)3,因此除 电中和作用外,网捕卷扫作用也较强;而PAC以分子量较大的Alb和Alc为优势形态,这两种形态在 混凝体系中较A1。更稳定,因而较难水解,在混凝过程中形成的絮体更为细小,因而造成PAC在该混 凝体系中混凝效果稍弱. 由图4可以看出,氯化铝和硫酸铝混凝形成絮体的Zeta电位均要高于PAC混凝形成絮体的 Zeta电位,这说明PAC在混凝过程中的电中和作用要弱于传统的铝盐混凝剂,这也是PAC的混凝效 果稍弱的原因之一
换树脂㈣.
2结果与讨论
2.1混凝剂在不同投加量下的混凝效果
铝盐混凝剂一般是通过电中和、吸附架桥和网捕作用来实现对水体中污染物质的去除,不同类 型的混凝剂所起的作用是不同的.本实验选用氯化铝、硫酸铝、PAC对腐植酸高岭土模拟水样进行 处理,混凝效果及形成絮体的Zeta电位如图2、图3和图4所示.
・-——435・-一
A12(S04)3.11le
aluminum
was the
predominant
dissolved
content
effluent after coagulation
and
sedimentation.For the total
altunmum,the aluminum
proportion of dissolved organic
图1不同组分残留铝的分离流程
Fig.1 Separation procedure ofdifferent residual aluminum speciation
1.5离子交换树脂的预处理
市售的离子交换树脂在使用前必须经过预处理,本实验选用市售的001"7强酸性苯乙烯系阳离 子交换树脂,水洗至泡沫很少、出水澄清并过40目标准筛后装柱,并用一定浓度的氢氧化钠溶液和 盐酸溶液过柱清洗,再用氯化钠溶液将树脂转为Na型后使用;每次使用前均用去离子水清洗离子交
‘—一433・-一
中的颗粒、胶体和溶解性物质11,21.铝盐混凝剂的使用能明显改善水体,取得良好的混凝效果,但同时 也会造成混凝后水体中的残留铝问题.饮用水中残留铝对生态系统和生物体的危害目前已引起人 们的高度重视【3-51.为了保障饮用水安全和人体健康,目前世界上许多国家和卫生组织都对饮用水中 残留铝的含量制定了严格的限制标准【6J.我国国家建设部于2005年6月1日颁布实施了新的《城 市供水水质标准》(CJ/206—2005),要求饮用水中的残留铝含量不大于0.2
higher dosage.PAC gave better coagulation effect and the residual
content
aluminum
in the
and residual aluminum ratio of PAC were greatly lower than those of AICl3 and residual total dissolved
产品.PAC中总铝含量的测定按照国标n01使用氯化锌滴定法进行. 1.4不同组分残留铝的分离方法
混凝出水中不同组分残留铝含量的测定均采用铬天青S分光光度法‘川进行,不同组分残留铝
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