聚合硫酸铝铁处理水后残留铝量的测定_吴彦瑜
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Abstract :Content of residual aluminum in w ater treated by poly ferric-aluminous-sulphate (PAFS) w as measured (studied)using f luo rine spect rophotometry .T he result show s that the content of residual aluminium is inf luenced by pH value , temperature , PAFS dosage and sedimentation time .T he lowest content of residual aluminium is 1 .88 ～ 2 .25 mg/ L when pH =7 .0 ～ 8 .5 , temperat ure 15 ～ 35 ℃, PAFS dosage 15 ～ 20mg/ L .
高岭土悬浊液的配制是在 1 :1 去离子水和自来水中加入一定量的高岭土 .
1 .2 仪器
V IS-7220 可见分光光度计 ;分析天平 ;pH-868 型 pH 计 ;SC956 搅拌器 ;超级恒温槽
2 实验
2 .1 测定方法[ 4 , 5]
25m L 容量瓶中加入适量的铝标准溶液 , 依次加入 Mn-EDT A 溶液 2 .00mL 、5mL(pH =6 .0)的缓冲 溶液 , 2 .5mL 浓度为 0 .05mol/ L 的 CTAB 溶液 , 1 .0mL(5 %)T riton X-100 溶液 , 1 .0m L 浓度为 1 .0 × 10-3mol/ L 的 Br-PF 溶液 , 用去离子水稀释至刻度 , 摇匀 , 加热 3min , 冷却后于 580nm 波长用 1cm 比色
3.4 沉降时间对余铝浓度的影响
配制高岭土 模拟水 样 100mg/ L .絮 凝剂 PAFS 投 加量为 15mg/ L .于快速 搅拌下(200r/ min)向 500m L 水样中加入一定量的混凝剂 , 继续快搅 2min 后转入慢搅(50r/ min)5min , 分别静置 5min 、10min 、 15min 、20min 、25min 后 , 取上层清液测定水体余铝含量 , 结果见图 3 .
DO I :10.16601/j .cnki .issn1001 -8743.2008.01.013 2008 年 3 月 广西师范学院学报(自然科学版) 第 25 卷 第 1 期 Journal of Guangxi Teachers Education University(Natural Science Edition)
Measurement of Residual Aluminum Content in Water Treated by Poly Ferric -aluminous -sulphate
W U Yan-yu , CH EN Wen-na
(Department of chemistry , Guangxi T eachers Education Universit y , Nanning 530001 , China)
分别称 取 高 岭土 配 制 成浓 度 为 50mg/ L 、100mg/ L 、150mg/ L/ 、200mg/ L 、250m g/ L 、300mg/ L 、 350mg/ L 高岭土悬浊液 .往水样中分别投加 PAFS15 m g/ L .经混凝处理后测定水样中残留铝含量 .测定 结果见表 1 .
1 .3 6
1 .88
2 .25
2 .85
3 .49
4 .12
PAFS 余铝率(%)
1 2 .5
12 .3
11 .7
10 .6
10 .9
11 .2
1 1 .4
结果表明 :随着投加剂量的增加 , 水体中余铝总含量增加 .而余铝率出现先降低 , 在达到最低值 10 . 6 %后又逐渐增加的现象 .出现该现象可能是由于在混凝沉淀过程中 , 存在如下趋势 :当投药量较低时 , 随投加剂量增加 , 混凝剂能得到有效利用 , 铝含量也伴随着絮凝剂用量的增加而逐渐降低 ;当投药量较 高时 , 混凝剂的有效利用率降低 , 存在“泄漏”现象 , 絮凝剂的利用率降低 , 因此水中铝浓度增加 .而且 , 从铝浓度的绝对含量看 , 随着絮凝剂投入量的增加 , 尽管余铝率有降低趋势 , 但铝的浓度含量总是呈增 加趋势的 .因此 , 从铝浓度绝对含量考虑 , 可以确定 PAFS 的最佳投入量为 15 ～ 20mg/ L .
4 结 论
聚合硫酸铝铁处理模拟水样 , 处理后水体中余铝含量受原水水质浓度 、pH 值 、温度 、陈降时间及投 加量影响 .PAFS 在 pH 为 7 .0 ～ 8 .5 , 温度 15 ～ 35 ℃, 投加剂量 15 ～ 20mg/ L 范围内 , 具有最佳除铝效 果.
参考文献 :
[ 1] 杨钊良 .铝的毒性[ J] .福建环境 , 1995, 12(1):36 . [ 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] 甘莉 , 甘光奉 .铝 铁复合混凝剂的研究新进展[ J] .工业用水与废水 , 2003, 34(1):63-65. [ 4] 《 生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006). [ 5] 田秀君 , 张葆宗 .聚合铝混凝处理水中残留铝测定方法研究[ J] .工业水处理 , 1995, 15(2):23-26. [ 6] 王金星 .环境样品中铝的光度分析研究进展[ J] .中国卫生检验杂志 , 2006 , 16(4):498-501 .
第 1 期 吴彦瑜 , 等 :聚合硫酸铝铁处理 水后残留铝量的测定
· 49 ·
10min 后 , 取上层清液测定水体余铝含量 , 结果见表 2 .
表 2 絮凝剂投加量对水体残留铝含量的影响
絮凝 剂投入量 mg/ L
5
10
15
20
25
30
35
PAFS 处理后铝含量 mg/ L
0 .758
· 47 ·
皿 , 以试剂空白为参比测定吸光度 A .据此确定水中铝含量 .在选定条件下 , 符合比尔定律 , 线性回归方 程 y =0 .223 x +3 .25 ×10-4 , R =0 .9996 .
余铝率 =PAFS
处理后铝含量(m g/ L)-原水中铝含量(mg/ PAFS 投加量(mg/ L)
收稿日期 :2007 -11 -14 基金项目 :区教育厅基金项目(200507179) 作者简介 :吴彦瑜(1973 -), 讲师 , 硕士 , 研究废水处理(wuyany u@g xtc .edu .cn).
第 1 期 吴彦瑜 , 等 :聚合硫酸铝铁处理 水后残留铝量的测定
1 试剂 、材料和仪器
1.1 试剂和材料
聚合硫酸铝铁(CP)武汉凯迪公司);试剂高岭土(AR);T ri ton X-100(聚乙二醇辛基苯基醚 AR);4 , 5-二溴苯基荧光酮(Br-PF)(AR);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)(AR);EDT A(AR);醋酸锰(AR);邻 苯二甲酸氢钾(AR);高纯铝(99 .99 %, A .R).
下来 .
3.2 水样 pH 值对残留铝浓度的影响
配制高岭土水样 100mg/ L , 以 0 .1mol/ L HCl 和 0 .5 mol/ LNaHCO3 调节 pH 值至预定值 .絮凝剂 PAFS 投加量为 15mg/ L .测定处理后不同 pH 值水体残留铝含量 , 结果见图 1 .
实验结果表明 :随着 pH 值的升高 , 经 PAFS 处理后 , 净水中的残留铝含量出现先急剧下降 , 达到最 低点后又开始回升的趋势 , 残留铝含量最低的 pH 值接近 7 .当 pH =7 .0 ～ 8 .5 , 铝盐水解形成大量(的) 无定型 Al(OH)3 产生吸附网捕作用净化水 , 净水中残留铝含量随 pH 值的升高而降低 ;pH >9 时 , 由于 形成[ A l(OH)4] - , 净水中残留铝含量增加 .
关键词 :聚合硫酸铝铁 ;残留铝量 ;荧光酮分光光度法 中图分类号 :T Q085 文献标识码 :A
近年来 , 随着人们保健意识的增强 , 经水处理药剂聚合硫酸铝铁(PAFS)处理的水中残留铝量对人 们身体健康的影响成为令人(瞩目)关注的焦点 .过量摄入铝会引起老年痴呆症 、记忆力衰退 、骨质疏松 、 肾功能失调等疾病[ 1, 2] .目前国内外虽然对铝盐混凝去除有机物研究较多 , 但很少考虑残留铝量 .建设 部颁布的《城市供水行业 2000 年技术进步发展规划》中首次指出 , 评价混凝剂和助凝剂优劣的重要指标 之一就是出水残余铝含量的高低[ 2] .聚合硫酸铝铁作为一种较优秀的混凝剂 , 在水处理中得到了广泛 的应用[ 3] .我国卫生部新颁发的《生活饮用水卫生规范》中规定饮用水中铝含量不得高于 0 .2m g/ L[ 4] . 水体中残留铝含量可能成为一项重要的测量指标 .本文研究了不同条件下聚合硫酸铝铁处理饮用水源 后残留铝含量的变化 , 讨论了因不完全沉淀形成水体中余铝量与处理条件的关系 .
1 .90
1 .92
1 .93
1 .95
2 .01
2 .08
PAFS 余铝率(%)
12 .1
1 1 .7
11 .4
1 1 .1
10 .7
1 0 .4
10 .3
1 0 .4
从表 1 看出 , PAFS 处理不同浓度模拟废水 , 处理后废水余铝率随着处理废水的浓度增加而减少 , 这说明 PAFS 适合处理高浓度废水 .在絮凝沉降过程中 , Al3 +会被吸附在悬浊物表面而随着沉淀物沉积
结果表明 :随着沉降时间的延长 , 水体中余铝含量逐渐降低 .当沉降时间大于 15min 后 , 水体中铝含量变 化很慢 , 余铝含量稍有下降 , 但并不明显 .因此可以认为沉降 10 ～ 15min 为絮凝的最佳沉降时间 .
3.5 絮凝剂投加量对余铝浓度的影响
配制高岭 土 模拟 水样 100mg/ L .于快 速搅 拌 下(200r/ min)向 500mL 水 样 中分 别 投入 絮 凝剂 PAFS2 .5mg 、5 mg 、7 .5mg 、10mg 、12 .5mg 、15mg .继续 快搅 2min 后转 入慢 搅(50r/ min)5min , 静置
· 48 ·
广 西 师 范 学 院 学 报(自 然 科 学 版) 第 25 卷
3.3 原水温度对余铝浓度的影响
配制高岭土模拟水样 100mg/ L .絮凝剂 PAFS 投加量为 15m g/ L .于超级恒温槽中分别测定 5 ℃、 15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃时处理后水体余铝含量 , 结果见图 2 .
结果表明 :随着温度的升高 , 经 PAFS 处理后的水体中余铝含量出现先降低后升高的规律 , 在温度 为 25 ℃时 , 余铝含量达到最低 .这说明随着温度的升高 , 絮凝过程加速 , 沉降速度增大 , 絮凝效果增强 ; 然而 , 随着温度的升高 , 同时存在着铝盐水解程度增大的过程 .两方面的相互影响 , 产生了余铝含量随着 温度的升高而先减少后增加的趋势 .因此 , 在温度为 15 -35 ℃范围内 , 经 PAFS 处理后的水体具有较好 的余铝含量 .
文章编号 :1002 -8743(2008)01 -0046 -04
Mar.20 08 Vol .25 No.1
聚合硫酸铝铁处理水后残留铝量的测定
吴彦瑜 , 陈文纳
(广西师范学院 化学系 , 广西 南宁 530001)
摘 要 :采用荧 光酮分光光 度法测定聚 合硫酸铝 铁(PA FS)处理模拟 废水后水 中残留铝含 量 .结 果表明 , 水中 残留铝量受水的 pH 值与温度 、絮凝剂投加量与沉降时间的 影响 .在 pH 为 7 .0 ～ 8 .5 , 温 度 15 ～ 35℃, PAFS 投加剂 量 15～ 20mg/ L 范围内 , 水中残留的最低铝量为 1.88～ 2 .25 mg/ L .
L)×100
%
2.2 混凝实验
于快速搅拌下(200r/ min)向 500mL 水样中加入一定量的混凝剂 PAFS , 继续快搅 2min 后转入慢搅 (50r/min)5min , 静置 10min 后 , 取上层清液测定残留的铝含量 .
3 结果与讨论
3.1 水样中悬浊物浓度对残留铝浓度的影响
表 1 水体浓度对余铝含 量的影响
水样浓度 mg/ L
50
1 00
15 0
Baidu Nhomakorabea
2 00
25 0
30 0
3 50
40 0
处理前铝含量 mg/ L
0 .0654 0.131 0 .195 0 .260 0.328 0 .393 0.458 0 .522
PA FS 处理后铝含量 mg/ L 1.88
1 .89
高岭土悬浊液的配制是在 1 :1 去离子水和自来水中加入一定量的高岭土 .
1 .2 仪器
V IS-7220 可见分光光度计 ;分析天平 ;pH-868 型 pH 计 ;SC956 搅拌器 ;超级恒温槽
2 实验
2 .1 测定方法[ 4 , 5]
25m L 容量瓶中加入适量的铝标准溶液 , 依次加入 Mn-EDT A 溶液 2 .00mL 、5mL(pH =6 .0)的缓冲 溶液 , 2 .5mL 浓度为 0 .05mol/ L 的 CTAB 溶液 , 1 .0mL(5 %)T riton X-100 溶液 , 1 .0m L 浓度为 1 .0 × 10-3mol/ L 的 Br-PF 溶液 , 用去离子水稀释至刻度 , 摇匀 , 加热 3min , 冷却后于 580nm 波长用 1cm 比色
3.4 沉降时间对余铝浓度的影响
配制高岭土 模拟水 样 100mg/ L .絮 凝剂 PAFS 投 加量为 15mg/ L .于快速 搅拌下(200r/ min)向 500m L 水样中加入一定量的混凝剂 , 继续快搅 2min 后转入慢搅(50r/ min)5min , 分别静置 5min 、10min 、 15min 、20min 、25min 后 , 取上层清液测定水体余铝含量 , 结果见图 3 .
DO I :10.16601/j .cnki .issn1001 -8743.2008.01.013 2008 年 3 月 广西师范学院学报(自然科学版) 第 25 卷 第 1 期 Journal of Guangxi Teachers Education University(Natural Science Edition)
Measurement of Residual Aluminum Content in Water Treated by Poly Ferric -aluminous -sulphate
W U Yan-yu , CH EN Wen-na
(Department of chemistry , Guangxi T eachers Education Universit y , Nanning 530001 , China)
分别称 取 高 岭土 配 制 成浓 度 为 50mg/ L 、100mg/ L 、150mg/ L/ 、200mg/ L 、250m g/ L 、300mg/ L 、 350mg/ L 高岭土悬浊液 .往水样中分别投加 PAFS15 m g/ L .经混凝处理后测定水样中残留铝含量 .测定 结果见表 1 .
1 .3 6
1 .88
2 .25
2 .85
3 .49
4 .12
PAFS 余铝率(%)
1 2 .5
12 .3
11 .7
10 .6
10 .9
11 .2
1 1 .4
结果表明 :随着投加剂量的增加 , 水体中余铝总含量增加 .而余铝率出现先降低 , 在达到最低值 10 . 6 %后又逐渐增加的现象 .出现该现象可能是由于在混凝沉淀过程中 , 存在如下趋势 :当投药量较低时 , 随投加剂量增加 , 混凝剂能得到有效利用 , 铝含量也伴随着絮凝剂用量的增加而逐渐降低 ;当投药量较 高时 , 混凝剂的有效利用率降低 , 存在“泄漏”现象 , 絮凝剂的利用率降低 , 因此水中铝浓度增加 .而且 , 从铝浓度的绝对含量看 , 随着絮凝剂投入量的增加 , 尽管余铝率有降低趋势 , 但铝的浓度含量总是呈增 加趋势的 .因此 , 从铝浓度绝对含量考虑 , 可以确定 PAFS 的最佳投入量为 15 ～ 20mg/ L .
4 结 论
聚合硫酸铝铁处理模拟水样 , 处理后水体中余铝含量受原水水质浓度 、pH 值 、温度 、陈降时间及投 加量影响 .PAFS 在 pH 为 7 .0 ～ 8 .5 , 温度 15 ～ 35 ℃, 投加剂量 15 ～ 20mg/ L 范围内 , 具有最佳除铝效 果.
参考文献 :
[ 1] 杨钊良 .铝的毒性[ J] .福建环境 , 1995, 12(1):36 . [ 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] 甘莉 , 甘光奉 .铝 铁复合混凝剂的研究新进展[ J] .工业用水与废水 , 2003, 34(1):63-65. [ 4] 《 生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006). [ 5] 田秀君 , 张葆宗 .聚合铝混凝处理水中残留铝测定方法研究[ J] .工业水处理 , 1995, 15(2):23-26. [ 6] 王金星 .环境样品中铝的光度分析研究进展[ J] .中国卫生检验杂志 , 2006 , 16(4):498-501 .
第 1 期 吴彦瑜 , 等 :聚合硫酸铝铁处理 水后残留铝量的测定
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10min 后 , 取上层清液测定水体余铝含量 , 结果见表 2 .
表 2 絮凝剂投加量对水体残留铝含量的影响
絮凝 剂投入量 mg/ L
5
10
15
20
25
30
35
PAFS 处理后铝含量 mg/ L
0 .758
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皿 , 以试剂空白为参比测定吸光度 A .据此确定水中铝含量 .在选定条件下 , 符合比尔定律 , 线性回归方 程 y =0 .223 x +3 .25 ×10-4 , R =0 .9996 .
余铝率 =PAFS
处理后铝含量(m g/ L)-原水中铝含量(mg/ PAFS 投加量(mg/ L)
收稿日期 :2007 -11 -14 基金项目 :区教育厅基金项目(200507179) 作者简介 :吴彦瑜(1973 -), 讲师 , 硕士 , 研究废水处理(wuyany u@g xtc .edu .cn).
第 1 期 吴彦瑜 , 等 :聚合硫酸铝铁处理 水后残留铝量的测定
1 试剂 、材料和仪器
1.1 试剂和材料
聚合硫酸铝铁(CP)武汉凯迪公司);试剂高岭土(AR);T ri ton X-100(聚乙二醇辛基苯基醚 AR);4 , 5-二溴苯基荧光酮(Br-PF)(AR);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)(AR);EDT A(AR);醋酸锰(AR);邻 苯二甲酸氢钾(AR);高纯铝(99 .99 %, A .R).
下来 .
3.2 水样 pH 值对残留铝浓度的影响
配制高岭土水样 100mg/ L , 以 0 .1mol/ L HCl 和 0 .5 mol/ LNaHCO3 调节 pH 值至预定值 .絮凝剂 PAFS 投加量为 15mg/ L .测定处理后不同 pH 值水体残留铝含量 , 结果见图 1 .
实验结果表明 :随着 pH 值的升高 , 经 PAFS 处理后 , 净水中的残留铝含量出现先急剧下降 , 达到最 低点后又开始回升的趋势 , 残留铝含量最低的 pH 值接近 7 .当 pH =7 .0 ～ 8 .5 , 铝盐水解形成大量(的) 无定型 Al(OH)3 产生吸附网捕作用净化水 , 净水中残留铝含量随 pH 值的升高而降低 ;pH >9 时 , 由于 形成[ A l(OH)4] - , 净水中残留铝含量增加 .
关键词 :聚合硫酸铝铁 ;残留铝量 ;荧光酮分光光度法 中图分类号 :T Q085 文献标识码 :A
近年来 , 随着人们保健意识的增强 , 经水处理药剂聚合硫酸铝铁(PAFS)处理的水中残留铝量对人 们身体健康的影响成为令人(瞩目)关注的焦点 .过量摄入铝会引起老年痴呆症 、记忆力衰退 、骨质疏松 、 肾功能失调等疾病[ 1, 2] .目前国内外虽然对铝盐混凝去除有机物研究较多 , 但很少考虑残留铝量 .建设 部颁布的《城市供水行业 2000 年技术进步发展规划》中首次指出 , 评价混凝剂和助凝剂优劣的重要指标 之一就是出水残余铝含量的高低[ 2] .聚合硫酸铝铁作为一种较优秀的混凝剂 , 在水处理中得到了广泛 的应用[ 3] .我国卫生部新颁发的《生活饮用水卫生规范》中规定饮用水中铝含量不得高于 0 .2m g/ L[ 4] . 水体中残留铝含量可能成为一项重要的测量指标 .本文研究了不同条件下聚合硫酸铝铁处理饮用水源 后残留铝含量的变化 , 讨论了因不完全沉淀形成水体中余铝量与处理条件的关系 .
1 .90
1 .92
1 .93
1 .95
2 .01
2 .08
PAFS 余铝率(%)
12 .1
1 1 .7
11 .4
1 1 .1
10 .7
1 0 .4
10 .3
1 0 .4
从表 1 看出 , PAFS 处理不同浓度模拟废水 , 处理后废水余铝率随着处理废水的浓度增加而减少 , 这说明 PAFS 适合处理高浓度废水 .在絮凝沉降过程中 , Al3 +会被吸附在悬浊物表面而随着沉淀物沉积
结果表明 :随着沉降时间的延长 , 水体中余铝含量逐渐降低 .当沉降时间大于 15min 后 , 水体中铝含量变 化很慢 , 余铝含量稍有下降 , 但并不明显 .因此可以认为沉降 10 ～ 15min 为絮凝的最佳沉降时间 .
3.5 絮凝剂投加量对余铝浓度的影响
配制高岭 土 模拟 水样 100mg/ L .于快 速搅 拌 下(200r/ min)向 500mL 水 样 中分 别 投入 絮 凝剂 PAFS2 .5mg 、5 mg 、7 .5mg 、10mg 、12 .5mg 、15mg .继续 快搅 2min 后转 入慢 搅(50r/ min)5min , 静置
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广 西 师 范 学 院 学 报(自 然 科 学 版) 第 25 卷
3.3 原水温度对余铝浓度的影响
配制高岭土模拟水样 100mg/ L .絮凝剂 PAFS 投加量为 15m g/ L .于超级恒温槽中分别测定 5 ℃、 15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃时处理后水体余铝含量 , 结果见图 2 .
结果表明 :随着温度的升高 , 经 PAFS 处理后的水体中余铝含量出现先降低后升高的规律 , 在温度 为 25 ℃时 , 余铝含量达到最低 .这说明随着温度的升高 , 絮凝过程加速 , 沉降速度增大 , 絮凝效果增强 ; 然而 , 随着温度的升高 , 同时存在着铝盐水解程度增大的过程 .两方面的相互影响 , 产生了余铝含量随着 温度的升高而先减少后增加的趋势 .因此 , 在温度为 15 -35 ℃范围内 , 经 PAFS 处理后的水体具有较好 的余铝含量 .
文章编号 :1002 -8743(2008)01 -0046 -04
Mar.20 08 Vol .25 No.1
聚合硫酸铝铁处理水后残留铝量的测定
吴彦瑜 , 陈文纳
(广西师范学院 化学系 , 广西 南宁 530001)
摘 要 :采用荧 光酮分光光 度法测定聚 合硫酸铝 铁(PA FS)处理模拟 废水后水 中残留铝含 量 .结 果表明 , 水中 残留铝量受水的 pH 值与温度 、絮凝剂投加量与沉降时间的 影响 .在 pH 为 7 .0 ～ 8 .5 , 温 度 15 ～ 35℃, PAFS 投加剂 量 15～ 20mg/ L 范围内 , 水中残留的最低铝量为 1.88～ 2 .25 mg/ L .
L)×100
%
2.2 混凝实验
于快速搅拌下(200r/ min)向 500mL 水样中加入一定量的混凝剂 PAFS , 继续快搅 2min 后转入慢搅 (50r/min)5min , 静置 10min 后 , 取上层清液测定残留的铝含量 .
3 结果与讨论
3.1 水样中悬浊物浓度对残留铝浓度的影响
表 1 水体浓度对余铝含 量的影响
水样浓度 mg/ L
50
1 00
15 0
Baidu Nhomakorabea
2 00
25 0
30 0
3 50
40 0
处理前铝含量 mg/ L
0 .0654 0.131 0 .195 0 .260 0.328 0 .393 0.458 0 .522
PA FS 处理后铝含量 mg/ L 1.88
1 .89