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    5种絮凝剂复配及在电镀含铬废水中的应用
    发布时间: 2017-07-31 11:24:48

    www.wateron.cn 专栏编辑:刘东华  联系邮箱:dsdepc@126.com

    电镀废铬液中Cr(VI)和Cr(Ⅲ)对人和动物危害很大。国家允许的6价铬的排放浓度最高是0.5mg·L- 1,总铬的排放量是1.5mg·L- 1[1]。目前,国内外对于含铬废液的治理已经研究出了很多方法,主要有离子交换法,电解法,絮凝法等,其中絮凝法操作简单,收益甚好。本文通过5种絮凝剂处理电镀含铬废水的研究,确定了最佳复合絮凝剂的配比。所得复合絮凝剂能有效的处理含铬废水。

    1 试验过程

    1.1 废液中Cr(VI)的还原

    取一定量的电镀废水,用硫酸(6mol·L- 1)调节并保持pH值在2~ 3之间,按溶液中Cr(VI)的含量所计算还原剂的用量加入亚硫酸氢钠(过量10%)。取少量已还原的废水,用N-苯基代氨基苯甲酸作为指示剂,若蓝色中有紫红色出现,则要继续加还原剂;反之,则说明还原完全。

    1.2 Cr(Ⅲ)的最佳沉淀pH值

    分别取10mL还原后的溶液于10个烧杯(250mL),分别用NaOH(3mol·L- 1)调节pH值为6.0~11.0,静置12h后,进行抽滤、烘干、称量,污泥量最大的为最佳沉淀pH值。绘制pH值- 价铬含量的曲线图。

    1.3 絮凝剂性能的测试实验

    分别取10mL还原后废液于40个烧杯(分5组)中,每一种絮凝剂的实验为一组(硫酸铝

    [Al2(SO4)3·18H2O]、聚合氯化铝(PAC)[[Al2(OH)nCl6-n]m]、聚合硫酸铁(PFS)[[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m]、聚丙烯酰胺(PAM)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)),分别调节pH值为8.0。分别向每组烧杯中用移液管加入0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8mL各絮凝剂,搅拌15min后,静置0.5h。抽滤(滤纸烘干),将滤饼与滤纸于90℃烘箱4h后,称重。绘制沉淀-絮凝剂加入量的图表。选择最好的絮凝剂,以备复配。

    1.4 絮凝剂的复配

    以上试验中最佳絮凝剂为主剂,其它絮凝剂为辅剂,得出最佳复合絮凝剂。主剂以最佳量加入,令两种助凝剂分别以0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mL加入和0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3mL加入,搅拌、静置、烘干、称重,绘制总铬含量-絮凝剂加入量的图表。

    1.5 复合絮凝剂最佳絮凝pH值

    分别取10mL还原后的铬液于11个烧杯中,调节pH值为7.0、7.2、7.4、7. 6、7. 8、8. 0、8. 2、8. 4、8.6、8.8、9.0,按最佳配比复合絮凝剂的最佳量加入,搅拌、静置、抽滤、烘干、称重,绘制吸光度-pH值曲线,选择最佳pH值。

    2实验结果与讨论

    2.1 最佳沉淀pH值的确定

    如图1所示,Cr(Ⅲ)的最佳沉淀pH值为8.0,与相关资料中说的其应在8~ 9相符。

    图1.png


    2.2 絮凝剂的初选结果

    硫酸铝(6.021 0g/L)、聚合氯化铝(5.100 0g·L- 1)、PFS(6. 230 2g·L- 1)、PAM(1. 000 0g·L- 1)、CPAM(1.000 0g·L- 1)各絮凝剂对污水的试验结果见下列图表:

    表1.png

    如表1所示:硫酸铝、PAC、PFS、PAM、CPAM最佳絮凝用量分别是0.5、0.2、0.6、0.3、0.2mL。但在实验过程中,用硫酸铝絮凝沉淀后,所形成的沉淀颗粒细小,未能形成大的絮团,且沉降速度慢,沉淀与上层液体的界面不清晰;聚合氯化铝絮凝沉淀的颗粒较大,经静置后沉淀与上层清液的界面清晰;用聚合硫酸铁混凝沉淀,所得絮凝的颗粒较聚合氯化铝所得的略大,沉淀与上层清液的界面清晰,分层时间也较聚合氯化铝短;PAM所形成的沉淀形成大的絮团,且沉降速度加快,沉淀与上层液体的界面清晰;CPAM所形成的沉淀絮团较PAM形成的絮团大、分层速度快,沉淀与上清液的界面清晰。由实验比较中得出,选用的5种絮凝剂中混凝效果最好的聚合氯化铝(PAC)和可以形成密度较大絮团,易于沉降和污泥的脱水聚合硫酸铁(PFS)、具有吸附搭桥作用且具有良好复配性能的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)这3种混凝剂作为复合絮凝剂的基础原料。

    2.3 絮凝剂的最佳复配比

    按照混凝机理,投药顺序为先加无机混凝剂后加有机高分子混凝剂。在污水中加入PAC的最佳用量,用PFS作为助凝剂,进行逐次试验,复配结果如图2:

    图2.png

    2中可知,PAC与PFS的最佳配比是2∶3时,絮凝结果最好。但是,由于PFS的捕捉胶体分子的能力不如有机高分子絮凝剂,因此,总铬的含量还是较大,故要加入有机高分子絮凝剂CPAM予以复配,结果如图3:

    图3.png

    3得,复合絮凝剂的最佳配比是:PAC∶PFS∶CPAM 2∶3∶1。这是因为高分子絮凝剂具有架桥吸附和网捕作用,能使胶体分子聚集沉淀。

    2.4 pH值对复合絮凝剂效果的影响

    如图4所示,PAC,PFS,CPAM以2∶3∶1配比投加,当pH值在7.8时效果最好。此时,上清液为无色,絮凝颗粒大,沉降速度快,污泥量少。

    图4.png

    在处理污水的时候,复合絮凝剂的加入量是经还原后的污水量的3.5%(体积分数)。经处理后的清液中,总铬含量降至0. 82mg·L- 1, 6价铬浓度为0.07mg·L- 1,远低于国家总铬1.5mg·L- 1和6价铬0.5mg·L- 1的排放标准。

    3结论

     电镀废水经还原、复合絮凝剂的絮凝沉淀后,总铬的除去率达到99.99%,操作方便,经济适用。

                                 转载:刘存海5种絮凝剂复配及在电镀含铬废水中的应用

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