餐具清洗污水處理設備
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絮凝法作為處理重金屬廢水的一種重要方法,能高效去除重金屬,是較為簡單、快速、低成本的方法。區(qū)別于可以被氧化分解而去除的一般污染物質,重金屬具有不可被降解的特性,而針對重金屬在廢水中的存在形式,絮凝法通過選用合適的絮凝劑,高效去除溶解態(tài)的重金屬離子和附著在懸浮物或膠體顆粒表面的化合態(tài)重金屬。常見的重金屬螯合捕集絮凝劑從組成上可分為無機高分子絮凝劑、有機合成絮凝劑、復合絮凝劑、改性天然高分子絮凝劑以及微生物絮凝劑,其中有機合成絮凝劑按照相對分子質量的高低又可分為有機合成低分子絮凝劑和有機合成高分子絮凝劑;改性天然高分子絮凝劑根據多糖的種類,又可分為改性殼聚糖類高分子絮凝劑、改性淀粉類高分子絮凝劑和改性纖維素類高分子絮凝劑。本文通過對應用于重金屬去除的絮凝劑進行綜述,比較剖析現有重金屬螯合捕集絮凝劑的優(yōu)劣點,總結并展望未來的發(fā)展趨勢。
1 絮凝法去除重金屬機理
電鍍、冶金等大多數行業(yè)排放的廢水中不僅存在大量的重金屬離子,還包含重金屬與其他污染物(如NH4Cl、EDTA等)形成的配位化合物,此類配位物又可細分為溶解性絡合物、氫氧化物沉淀以及螯合沉淀。
溶解性絡合物多附著于懸浮物或膠體顆粒表面,絮凝法是向廢液中投加絮凝劑,利用絮凝劑提供的大量配位離子強烈吸附懸浮物或膠體顆粒。在配位離子群的解離作用下,反應體系中穩(wěn)定的膠體顆粒將分散存在于溶液中,此時易與溶液中的懸浮物結合形成小分子不溶物,同時非平衡狀態(tài)的電中和作用促使溶液中的脫穩(wěn)顆粒相互結合。絮凝作用下,溶液中小分子通過吸附形成大分子,小顆粒通過架橋結合形成大顆粒,后通過絮凝劑本身網捕卷掃作用加速沉降,達到去除非溶解態(tài)重金屬的效果。
絮凝劑針對重金屬離子的去除主要表現在吸附與螯合作用,其中螯合沉降是絮凝法去除重金屬的重要途徑,其機理示意如圖1所示。選用具有重金屬螯合捕集功能的絮凝劑尤為關鍵,攜帶有-CSS-、-COO-等負電荷基團的絮凝劑可與重金屬離子按照一定的物質的量比形成螯合物來達到去除重金屬的效果。絮凝劑通過自身的吸附作用,將各螯合物“架橋”牽連聚集形成微絮體,而絮凝劑本身具有優(yōu)良的網捕卷掃性能,有助于微絮體形成更大的絮體,加速沉降。同時,高分子絮凝劑具有穩(wěn)定性強、適用范圍廣以及沉降性能好等特點,作為重金屬螯合捕集絮凝劑時,其母體大分子鏈的穩(wěn)定性在一定程度上遏制了螯合物的再離解,有效保證了重金屬離子的去除效率。
絮凝劑種類
1無機高分子絮凝劑
無機高分子絮凝劑因具有高效、可降解、成本低等優(yōu)點,在水處理領域得到了廣泛的應用。目前國內外使用較為廣泛的無機高分子絮凝劑主要以鋁鹽、鐵鹽及其復合鹽類為主,包括聚合氯化鋁(PAC)、聚合鋁酸鐵(PFS)以及聚合硫酸鋁鐵(PAFS)。針對廢水中以膠體顆?;驓溲趸瘧B(tài)形式沉淀的重金屬,無機高分子絮凝劑利用其吸附電中和作用達到去除重金屬、凈化水體的效果。研究發(fā)現,一般無機高分子絮凝劑如PAC、PAFS等在溶液中會浸出部分Al3+、Fe3+等金屬陽離子,金屬陽離子利用其電中和作用與溶液中的陰離子形成膠體顆粒,膠體顆粒的存在有利于絮凝劑吸附重金屬及其螯合物,從而發(fā)揮架橋、網捕卷掃作用。童麗等選用PFS作為混凝用絮凝劑來去除自來水廠出水中含量超標的Sb,但實踐證明單獨投加PFS時,除Sb效果不佳;而通過投加鹽酸保證pH<2時,PFS投加量為12.3 mg/L即可有效保證出水Sb含量滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006)中低于5 μg/L的要求,這是因為強酸性條件下,PFS極易在溶液中形成[Fe3(OH)3]5+、[Fe3(OH)3]6+等聚合陽離子,進而提高吸附量。
由于無機高分子絮凝劑吸附重金屬的能力有限,限制了其在重金屬去除領域的發(fā)展,但因其具有協同增效的特點,常用于強化混凝去除水中重金屬離子。許小潔等利用PAC聯合硅藻土去除微污染水中重金屬,硅藻土分子表面的硅羥基對重金屬具有吸附作用,而PAC的強化絮凝能力有助于進一步去除重金屬螯合物。結果表明,在PAC投加量為30 mg/L、硅藻土投加量為1.5 g/L時,污水中Cu2+、Pb2+的去除率分別達到57.5%、83.7%,但同時溶液除濁的難度增大。劉培等利用PAC對重金屬捕集劑DTC(EDA)與Zn2+形成的螯合物進行強化混凝,結果表明,PAC能在提高沉降速度的同時增強沉淀穩(wěn)定性,對Zn2+的捕集率可達97.3%。成應向等使用改性聚硅硫酸鐵(PFSS)復配DMDAAC去除廢水中As、Cd,結果表明,在pH=8.0、溫度為60 ℃、改性PFSS投加量為12.5 mL/L時,復配體系對As、Cd的去除率分別達到94.7%、99.8%。說到磷,必須先分析磷的組分
餐具清洗污水處理設備總磷性質講分為有機磷、正磷酸鹽、偏磷酸鹽、焦磷酸鹽、磷酸氫鹽、三磷酸鹽等等;
那對于咱們的化驗分析來說,TP是在過硫酸鉀消解的情況下,用鉬酸銨進行分光光度,總磷自然就包括了以上的所有磷,這也屬于國標的測定方法;
那有機磷如何測定呢?
多數情況下,我們是通過測定TP和正磷酸鹽,二者的差值認定為是有機磷,嚴格意義上說是不準確的,因為其中包含了偏磷酸鹽等,那正規(guī)的測定方法,是用lv仿進行多次萃取,然后進行氣相色譜測定,從這個角度看,一般的化驗室是無法測定的,也就是大家常用前述的方法進行測定了。
那正磷酸鹽如何測定呢?
一般情況下,我們是在未消解的情況下,進行鉬酸銨分光光度測定,如果水樣中含有大量的懸浮物,我們會過濾一下進行測定,因此我們測定的正磷酸鹽都是溶解性的,對于懸浮性的基本排除掉了;
為什么說這么多呢?是因為要保證TP達到更嚴格的排放限值,必須分析來說中的磷組分,常規(guī)的化學除磷,去除的主要是正磷酸鹽,而對于有機磷及偏磷酸鹽等是很難去除的,通常需要次氯酸鈉化學氧化或堿性水解的方式將其分解成正磷酸鹽,然后通過鋁鹽或鐵鹽去除。
去除1g磷需要投加多少PAC呢?
化學除磷往往使用PAC、PFC、PFS等,按照慣例,先來理論再結合實際
1gP需要0.9gAL,消耗5g堿度,產泥3.6g。
1g聚鋁PAC中有效成分(三氧化二鋁)含量30%,1gPAC中含有0.16gAL。
因此去除1gTP需要投加5.6gPAC,實際投加一般放大1.5倍-2倍。
即1gTP需要8.4-11gPAC,產泥量5.4g-7.2g污泥,消耗7.5g-10g堿度。
實際投加過程中,PAC的質量非常關鍵,直接影響到PAC的實際投加量,因此建議對每批貨進行抽樣分析PAC中的有效含量!
而PAC中經常會有一定的氨氮,因此需要輔助檢測,而有些情況下PAC中含有TP,我認為可能性不是很大,除非含有一定量的黃磷,一般情況不會重新釋放到水里。