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                          行業知識

                          聚合硫酸鐵在水處理中的應用

                          時間:2020/08/25 點擊:

                          水對于人類生活和國民經濟發展都至關重要。水資源短缺的狀況已引起人們的關注。許多地區都以地表水作為生活飲用水及工業用水水源,而地表水的特征一般是渾濁度高,并容易受到一定程度的污染,這就需要凈化處理,使之達到生活飲用水或工業用水標準,對于工業廢水、生活污水也需要經處理達到允許排放的要求。要搞好水處理,選擇合適的混凝劑是凈水技術中重要環節。幾年來的實踐證明:用聚合硫酸鐵處理黃河水,可使出水水質符合國家生活飲用水衛生標準。

                          1、聚合硫酸鐵的性能及應用特點

                          聚合硫酸鐵應用于水處理具有如下特點:

                          (1)絮凝性能好。形成礬花速度快,顆粒密實易下沉,除濁率高。

                          (2)適用范圍廣。對于高濁水、低濁水、高藻水、生活飲用水、污廢水均可適用。

                          (3)適應性強。受水溫影響小,適應pH值范圍廣,處理低溫低池水以及pH值5-9之間的水質的效果好于低分子鐵鹽、鋁鹽。

                          (4)對原水中藻類、鐵離子、色度、臭味、有機物等具有一定的去除作用。

                          (5)用藥量少,出水速率高,處理成本低,經濟效益好。

                          (6)聚合硫酸鐵對人體健康無不良影響,用聚鐵代替鋁鹽,可消除水處理后殘余鋁對人體的不利影響。

                          2、試驗與分析

                          2.1試驗條件

                          (1)試驗用藥:聚合硫酸鐵(鞏義市波濤凈水材料有限公司生產),其性能指標如表1所示。

                          (2)用水:黃河下游原水。

                          (3)儀器:六聯攪拌器、智能散射光濁度儀。

                          (4)聚鐵使用方法:在實驗室混凝試驗中,將其配制成1000-2000mg/L的水溶液;生產工藝中,一般將I型配成質量分數10%-30%的水溶液,將Ⅱ型配成質量分數5%-20%的水溶液,具體稀釋濃度、加藥量根據原水性質、濁度及工藝條件而定。

                          表1 聚合硫酸鐵指標

                          指標名稱 Ⅰ型(液體) Ⅱ型(液體)
                          GB Q/ZTH GB Q/ZTH
                          密度(20℃)/(g·cm-3 ≥1.45 ≥1.5 - -
                          Fe3+質量分數/% ≥11.0 ≥11.5 ≥18.5 ≥21
                          Fe2+質量分數/% ≤0.10 ≤0.10 ≤0.15 ≤0.01
                          鹽基度/% 9.0-14.0 ≥12 9.0-14.0 9.0-14.0
                          pH(1%水溶液) 2.0-3.0 2.0-3.0 2.0-3.0 2.0-3.0
                          As質量分數/% ≤0.0005 ≤0.0001 ≤0.0008 ≤0.0003
                          Pb質量分數/% ≤0.0010 ≤0.0002 ≤0.0015 ≤0.0005
                          不溶物質量分數/% ≤0.3 ≤0.1 ≤0.5 ≤0.2

                          2.2試驗結果

                          將試驗用水1000mL分別置于7個1000mL燒杯內,原水濁度60NTU,水溫19℃,攪拌參數:300r/min、5min;50r/min、15min。沉淀20min測余濁。攪拌時,觀察到絮體形成迅速,顆粒密實,沉降速度快,杯體上部澄清。試驗結果如表2所示。

                          表2 聚合硫酸鐵混凝效果及用藥量燒杯試驗

                          加藥量/(mg·L-1   3 4 5 6 8 10 12
                          濁度/NTU Ⅰ型 - - - 4.56 4.10 3.49 2.50
                          Ⅱ型 4.66 3.68 3.32 2.70 1.93 1.35 -

                          在用幾種混凝劑處理低溫低濁水的對比試驗中,聚鐵也表現出較好的混凝性能,見表3。

                          表3 處理低溫低濁水混凝效果對比試驗

                          混凝劑名稱 聚合硫酸鐵 聚合氯化鋁 硫酸鋁 鐵鋁復合鹽
                          加藥量/(mg·L-1 6 6 6 6
                          余濁/NTU 4.59 3.86 17.8 8.08

                          注:原水濁度27NTU,水溫3℃,攪拌及檢測條件同表2。

                          此外,我們還試驗測定了聚合硫酸鐵對原水中鐵、色度、藻類等的去除效果,結果如表4所示。

                          表4 聚合硫酸鐵對原水中鐵、色度、藻類等的去除效果

                          檢測項目 濁度/NTU 鐵(mg·L-1 色度/度 臭味/級 CODMn/(mg·L-1 藻類/(105·L-1
                          原水 30 0.18 12 2 3.42 633
                          濾后水 0.3 0.09 9 1 2.80 51

                          注:原水中色度為離心后上清液色度值,原水中CODMn是低濁度水中檢測結果,隨原水濁度增高CODMn去除率會加大,聚鐵投加質量濃度為5mg/L。

                          2.3分析討論

                          (1)由表2燒杯試驗結果可以看出,液體、固體聚合硫酸鐵都具有較好的混凝效果。在實際生產工藝運行中用藥更少,混凝效果更好。澄清池出水濁度一般在2NTU以下,濾后水濁度在0.5NTU以下。由于使用聚合硫酸鐵用量少,除濁效果好,出水速率高,因而可獲得較好的經濟效果。按實際投加質量濃度5mg/L計算,每噸水處理成本僅0.0035元。

                          (2)由表3可以看出,聚合硫酸鐵對于低溫低濁水有較好的適應性。在實際生產中,由于澄清池殘留泥渣的作用,混凝效果受水溫影響很小,有時濾池出水濁度可達0.2NTU以下。聚合氯化鋁雖然也具有較好的混凝效果及適應性,但會增加出水中鋁離子的含量,不利于人體健康。從效果及健康角度綜合評價,聚合硫酸鐵優于其他混凝劑。

                          (3)從表4可以看出,除濁度外,聚合硫酸鐵還對水中溶解性鐵、色度、臭味、有機物、藻類等有較好的去除效果。鐵的去除率為50%;色度去除率為25%;臭味去除率為50%;CODMn的去除率為18%,隨著原水濁度的增加,CODMn的去除率還會提高;藻類去除率為92%,對于加氯消毒后的出廠水,色度、臭味等的去除率更高。

                          (4)對其他指標的影響。pH值:原水8.31,濾后水8.10;硫酸鹽:原水為188mg/L,濾后水191mg/L;聚合硫酸鐵對細菌的去除率也很高,在溫度較低季節,未經加氯消毒的濾后水細菌指標符合生活飲用水衛生標準。

                          3、結語

                          用聚合硫酸鐵處理地表水,適合于原水的多變性,對于不同季節的水質,如:高濁度水、高藻水、低溫低濁水等都具有較好的處理效果,可使水質達到國家生活飲用水衛生標準。用它處理污廢水具有一定的除色、除臭、除重金屬等效能。聚合硫酸鐵適用于機械攪拌澄清池混凝處理。聚合硫酸鐵的高效性、實用性、經濟性、安全性已在實踐中得到驗證,相信必將在水處理中得到更泛的應用。

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