更(geng)新時間(jian)：2014-03-12 08:37 來源：第一論文 作者: 閱讀(du)：3831 網友評論0條

摘要：通過對(dui)(dui)比(bi)實驗 研究 PAFC配置濃度、投加(jia)方式、攪拌條件(jian)、PH值、溫(wen)度對(dui)(dui)污(wu)泥脫水效果的 影(ying)響 ;研究結果表明: PAFC既(ji)具有鋁(lv)鹽(yan)絮(xu)凝劑礬(fan)花大、水處理(li)面寬、除濁效果好、對(dui)(dui)設備管路腐蝕性小等優點(dian);還具有鐵(tie)鹽(yan)絮(xu)凝劑絮(xu)題沉降快、易于分離、低溫(wen)水處理(li)性能好、水處理(li)PH值范圍大。

關鍵詞：PAFC 污水處理 PAFC最佳配(pei)置狀況

2005年(nian)城市生活污(wu)水(shui)處理(li)率已達到38.5%,但這還(huan)不能(neng)滿足控制生活污(wu)水(shui)中污(wu)染物(wu)質排(pai)放總量(liang)的(de)要求(qiu),因此,還(huan)須加(jia)快城市污(wu)水(shui)處理(li)廠(chang)的(de)建(jian)設。選取常用的(de)鋁鹽(yan)、鐵鹽(yan)系列混(hun)凝(ning)劑,以(yi)pH、濁度(du)、堿(jian)度(du)、COD、總氮、總磷(lin)等為檢(jian)測(ce)指標,試驗不同(tong)混(hun)凝(ning)劑投(tou)加(jia)量(liang)、原水(shui)不同(tong)pH值等變(bian)化對(dui)處理(li)效(xiao)率的(de)影響，進行研究(jiu)具(ju)有迫切性。

在水(shui)處(chu)理(li)中,絮(xu)凝(ning)(ning)是一種重要而被廣(guang)泛采用的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝 方法 。它是通過化學機理(li)把(ba)膠體物(wu)質(zhi)(zhi)和小的(de)(de)(de)(de)懸浮粒(li)聚(ju)(ju)集(ji)成(cheng)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)集(ji)合(he)體,以提高(gao)這些集(ji)合(he)體對溶解的(de)(de)(de)(de)各種雜(za)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)吸收,從而有(you)(you)利于在隨后的(de)(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)/浮選過濾過程中排除這些物(wu)質(zhi)(zhi)。Kuo和Wamser首先合(he)成(cheng)了(le)復(fu)合(he)型(xing)混凝(ning)(ning)劑——聚(ju)(ju)堿式氯(lv)化鋁(lv)鐵(tie)(簡寫PAFC),發現該(gai)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)具有(you)(you)較好的(de)(de)(de)(de)混凝(ning)(ning)效(xiao)果(guo)。聚(ju)(ju)合(he)氯(lv)化鋁(lv)鐵(tie)(PAFC)是一種新型(xing)，高(gao)效(xiao)無(wu)機陽離子復(fu)合(he)絮(xu)凝(ning)(ning)劑，PAFC既具有(you)(you)鋁(lv)鹽絮(xu)凝(ning)(ning)劑礬花大(da)(da)、水(shui)處(chu)理(li)面(mian)寬、除濁效(xiao)果(guo)好、對設備管路腐蝕性(xing)小等(deng)優點;還(huan)具有(you)(you)鐵(tie)鹽絮(xu)凝(ning)(ning)劑絮(xu)題沉(chen)降快、易于分離、低溫水(shui)處(chu)理(li)性(xing)能(neng)好、水(shui)處(chu)理(li)PH值范圍大(da)(da)等(deng)特(te)點。 目前 ，PAFC已成(cheng)功用于飲用水(shui)、 工(gong)業 用水(shui)及(ji)多種工(gong)業廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)。

1. 絮凝(ning)劑的作用機理

1.1膠(jiao)(jiao)體(ti)顆(ke)粒(li)(li)失(shi)去穩定性的(de)(de)過程(cheng)稱為(wei)(wei)脫穩過程(cheng)。脫穩即(ji)意味著液(ye)體(ti)中原來均勻分(fen)(fen)散的(de)(de)固體(ti)微(wei)粒(li)(li)結(jie)合(he)成了較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)，從液(ye)體(ti)中沉淀(dian)下(xia)來。這種(zhong)(zhong)現象即(ji)稱為(wei)(wei)凝(ning)(ning)(ning)聚(ju)。在凝(ning)(ning)(ning)聚(ju)的(de)(de)程(cheng)度(du)上可(ke)分(fen)(fen)為(wei)(wei)凝(ning)(ning)(ning)結(jie)和絮凝(ning)(ning)(ning);聚(ju)集程(cheng)度(du)不大(da)(da)，甚(shen)至通過簡單的(de)(de)攪拌可(ke)以使固體(ti)微(wei)粒(li)(li)重新(xin)(xin)分(fen)(fen)散的(de)(de)這種(zhong)(zhong)可(ke)逆(ni)性聚(ju)集被稱為(wei)(wei)絮凝(ning)(ning)(ning)，而(er)凝(ning)(ning)(ning)結(jie)則是在固體(ti)微(wei)粒(li)(li)間距(ju)離相對較(jiao)小時發生的(de)(de)聚(ju)集，這種(zhong)(zhong)聚(ju)集是不可(ke)逆(ni)的(de)(de)，僅用(yong)簡單的(de)(de)攪拌是不可(ke)能使固體(ti)微(wei)粒(li)(li)重新(xin)(xin)分(fen)(fen)散的(de)(de)。投(tou)加絮凝(ning)(ning)(ning)劑可(ke)以加速水中膠(jiao)(jiao)體(ti)顆(ke)粒(li)(li)凝(ning)(ning)(ning)聚(ju)成大(da)(da)顆(ke)粒(li)(li)，其作(zuo)用(yong)機理的(de)(de)解釋有以下(xia)幾(ji)種(zhong)(zhong)：

a. 壓縮雙(shuang)電層(ceng)與電荷(he)中和作用(yong)

b. 高分子絮(xu)凝(ning)劑(ji)的吸附架(jia)橋作用

c. 絮體的卷掃(sao)沉淀作用

1.2 PAFC的作用機(ji)理

聚(ju)合(he)氯化(hua)(hua)鋁(lv)鐵(tie)由廉價的(de)(de)(de)(de)(de)氯化(hua)(hua)鋁(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)和氯化(hua)(hua)鐵(tie)共聚(ju)合(he)而成(cheng)。因此它兼具鋁(lv)鹽(yan)和鐵(tie)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)絮凝特性。鋁(lv)鹽(yan)和鐵(tie)鹽(yan)在水(shui)(shui)處理過(guo)程中發生水(shui)(shui)解和聚(ju)合(he)反應(ying)過(guo)程，水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)膠(jiao)體(ti)顆粒能強烈(lie)吸附(fu)水(shui)(shui)解和聚(ju)合(he)反應(ying)過(guo)程中出現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)種產物：各(ge)種Al3+ 和Fe3+的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)合(he)物和多種多核羥基絡離子。被吸附(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)帶正電(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)多核羥基絡離子能夠(gou)壓縮雙電(dian)層，降低(di)動電(dian)位(ζ電(dian)位)，同時進行著架(jia)橋(qiao)作用。多核聚(ju)合(he)物為兩個(ge)(ge)以上的(de)(de)(de)(de)(de)膠(jiao)體(ti)顆粒所共同吸附(fu)，將兩個(ge)(ge)或多個(ge)(ge)膠(jiao)體(ti)顆粒架(jia)橋(qiao)連接等。這(zhe)些(xie)屬于膠(jiao)體(ti)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)集作用，從而逐(zhu)步形(xing)成(cheng)絮凝體(ti)，絮凝劑最終形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)合(he)度很大的(de)(de)(de)(de)(de)Al(OH)3或Fe(OH)3將使絮凝過(guo)程加速，絮凝體(ti)由小變大。

1.3 影響絮凝劑(ji)作(zuo)用效(xiao)果的工藝條(tiao)件

無論是(shi)天然的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji),還是(shi)人工合(he)成(cheng)的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)，除了(le)非離子型的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)以外，都是(shi)電(dian)(dian)解質。所(suo)(suo)有(you)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解質都具有(you)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)作(zuo)用(yong)，只是(shi)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)大(da)小各有(you)不同而已。絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)作(zuo)用(yong)是(shi)復雜(za)的(de)(de)(de)物(wu)理和化學過程。因此，影響絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)因素(su)也是(shi)復雜(za)的(de)(de)(de)和多(duo)方面的(de)(de)(de)。例如，溶液的(de)(de)(de)pH值、溫度(du)、攪拌(ban)速度(du)、攪拌(ban)時間以及絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)本身的(de)(de)(de)性質、結構特點、分子量大(da)小和用(yong)量多(duo)少，所(suo)(suo)采用(yong)的(de)(de)(de)分離方法(fa)、工藝(yi)設計條件等(deng)，另外被絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)的(de)(de)(de)固體粒子的(de)(de)(de)性質和直(zhi)徑大(da)小及ζ電(dian)(dian)位大(da)小等(deng)等(deng)，這些因素(su)都會對(dui)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)效果產生(sheng)直(zhi)接的(de)(de)(de)影響，有(you)時甚至(zhi)是(shi)決定(ding)性的(de)(de)(de)影響。

1.4 復合無機高分(fen)子絮凝劑

無機(ji)高分(fen)子(zi)絮(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(Inorganic Polymer Flocculent)作為第二代無機(ji)絮(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)，比傳統(tong)凝(ning)(ning)(ning)聚劑(ji)(ji)(如(ru)硫酸鋁、氯(lv)化鐵等)效能更優(you)異，比有機(ji)高分(fen)子(zi)絮(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(OPF)(PAM)價格低廉等優(you)點(dian)，成功地(di) 應用 在給水、工業廢水以(yi)及城市污水的各種流程(cheng)(包(bao)括前處理(li)、中(zhong)間處理(li)和深度處理(li))中(zhong)，現已成為主流絮(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)。

復合型(xing)無(wu)機(ji)高(gao)(gao)分子(zi)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(見表1)是指含有鋁鹽、鐵(tie)鹽和(he)硅酸鹽等多種具有絮(xu)凝(ning)(ning)或助凝(ning)(ning)作(zuo)用的(de)物質，它們預(yu)先分別(bie)經(jing)羥(qian)基(ji)(ji)化(hua)(hua)聚(ju)合后再加以(yi)混(hun)合，或先混(hun)合再加以(yi)羥(qian)基(ji)(ji)化(hua)(hua)聚(ju)合，形成羥(qian)基(ji)(ji)化(hua)(hua)的(de)更高(gao)(gao)聚(ju)合度(du)的(de)無(wu)機(ji)高(gao)(gao)分子(zi)形態(tai)，具有較單(dan)一無(wu)機(ji)高(gao)(gao)分子(zi)絮(xu)凝(ning)(ning)劑更為(wei)優異的(de)絮(xu)凝(ning)(ning)性(xing)能和(he)對膠體顆(ke)粒的(de)混(hun)凝(ning)(ning)沉降效果(guo)的(de)產品。目前國內主要(yao)有以(yi)下品種，見表1

表1各種復合型絮凝劑(ji)

類型	名稱	簡稱	程序	配比
Al+Fe+Cl	聚合氯化鋁鐵	PAFC	Al+Fe+OH
Si+Al+SO42-	聚合硅酸硫酸鋁	PASS	Al2(SO4)3+PSi
Al+Si+Cl	聚合硅酸鋁	PASC	PAC+PSi;Al+Si+OH	[Al]/[Si]≥5
Fe+Si+Cl	聚合鐵硅酸	PFSiC	PFC+PSi;Fe+PSi+OH	[Fe]/[Si]>1.0
Si+Fe+Cl	聚合硅酸鐵	PSiFC	Fe+PSi+OH	[Fe]/[Si]<1.0
Al+Fe+Si+Cl	聚合硅酸鐵鋁	PAFSi	Al+Fe+PSi+OH
Al+PAM	聚合鋁-聚丙烯酰胺	PACM	PAC+PAM
Fe+PAM	聚合鐵-聚丙烯酰胺	PFCM	PFC+PAM
Al+PCh	聚合鋁-甲殼素	PAPCH	PAC+PCh
Al+PCat	聚合鋁-有機陽離子	PCAT	PAC+PCat

2 實驗部分

2.1 主要儀器與試(shi)劑

實驗藥(yao)品(pin):三氯化(hua)鐵(tie)、三氯化(hua)鋁(lv)、氫氧化(hua)鈉(na)、重鉻酸(suan)鉀、試亞(ya)鐵(tie)靈指示液、聚合氯化(hua)鋁(lv)、聚合硫酸(suan)鐵(tie)、聚合氯化(hua)鋁(lv)鐵(tie)等;

實驗儀(yi)器:722型分光(guang)光(guang)度計、PHS—3C精密pH、500毫升全玻(bo)璃(li)回流裝置等、恒溫(wen)培養箱及(ji)玻(bo)璃(li)儀(yi)器(滴定管、燒杯等);

2.2 COD的測(ce)定(ding)方法(重鉻酸(suan)鉀法)

2.2.1 原理：

在強酸的(de)(de)溶液(ye)中，準確加入過(guo)(guo)量(liang)的(de)(de)重(zhong)鉻(ge)酸鉀(jia)標準溶液(ye)，加熱冷凝回流，將水樣中的(de)(de)還原性物質氧化(hua)，過(guo)(guo)量(liang)的(de)(de)重(zhong)鉻(ge)酸鉀(jia)以試亞鐵(tie)靈作指示劑，用硫(liu)酸亞鐵(tie)銨回滴，根據所消(xiao)耗(hao)的(de)(de)重(zhong)鉻(ge)酸鉀(jia) 計(ji)算 水樣的(de)(de)化(hua)學需(xu)氧量(liang)。

2.2.2 標定方法(fa)：

準確吸取10.00ml的(de)(de)重鉻酸鉀溶液于500ml的(de)(de)錐(zhui)形瓶中，加水稀(xi)釋至(zhi)110ml左右，緩慢加入(ru)30ml濃硫(liu)酸，冷卻后(hou)，加入(ru)3滴試亞鐵(tie)靈指示劑。用硫(liu)酸亞鐵(tie)銨滴定。溶液的(de)(de)顏色由黃(huang)色經藍綠(lv)色至(zhi)紅褐色即為終點(dian)。

C=0.2500×;10.00/V試中的(de)：C代表硫酸亞(ya)鐵銨標準溶液的(de)濃度

V代表硫(liu)酸亞鐵銨標準溶液的用量

滴(di)定測(ce)得C=0.098mol/l

2.2.3 測定步驟(zou)：

取20ml的(de)混合水樣(yang)(或適量水樣(yang)稀釋(shi)至20ml)置于250ml的(de)磨口(kou)(kou)回(hui)流(liu)錐(zhui)形瓶中，準確加入10.00ml重鉻酸鉀(jia)標(biao)準溶液(ye)及沸石(shi)數(shu)粒，連接磨口(kou)(kou)錐(zhui)形瓶，從(cong)冷(leng)凝管的(de)上口(kou)(kou)慢慢加入30ml硫酸-硫酸銀(yin)溶液(ye)，輕輕搖(yao)動(dong)錐(zhui)形瓶使溶液(ye)混合均勻，冷(leng)凝回(hui)流(liu)2小(xiao)時(shi)。

冷卻后，用90ml的(de)水(shui)沖洗(xi)冷凝管壁(bi)，取下錐形瓶(ping)，溶液的(de)總體(ti)積不得少于140ml，否則因酸度太大，滴定終點不明顯。

溶液(ye)再(zai)冷(leng)卻后，加3滴試亞鐵(tie)靈指示(shi)劑，用硫酸(suan)亞鐵(tie)銨(an)標(biao)準(zhun)溶液(ye)滴定，溶液(ye)的顏(yan)色(se)由黃色(se)經藍(lan)綠色(se)至紅褐色(se)即(ji)為終點，記錄硫酸(suan)亞鐵(tie)銨(an)標(biao)準(zhun)溶液(ye)的用量。

測定(ding)水(shui)樣的(de)同(tong)時(shi)，取20.00ml蒸(zheng)餾水(shui)，按同(tong)樣的(de)操作(zuo)步驟作(zuo)空白(bai)實驗(yan)，記錄空白(bai)時(shi)硫(liu)酸亞(ya)鐵銨的(de)用量。

COD=(V-V0)×C×8×1000/V

C :硫酸亞鐵銨標準溶液的濃(nong)度(mol/l)

V0:滴定空白時硫(liu)酸亞鐵銨標準(zhun)溶液的用量(ml)

 V1:滴定(ding)水樣時硫酸亞(ya)鐵銨標準溶(rong)液的用量(liang)(ml)

V:水樣的(de)體積(ml)

8:氧的摩(mo)爾質量(g/ml)

2.3 濁(zhuo)度(du)標準曲線(xian)的(de)繪制：

2.3.1 硅藻(zao)土(tu)的(de)(de)濁度標(biao)準液(ye)的(de)(de)配制：

稱取(qu)10g的(de)硅藻(zao)土(tu)(tu)，于(yu)研(yan)體中(zhong)(zhong)加(jia)入(ru)少許(xu)蒸餾(liu)水(shui)調成糊狀并研(yan)細，移至(zhi)1 000 ml量(liang)筒(tong)(tong)中(zhong)(zhong)，加(jia)水(shui)至(zhi)刻度(du)。充分攪拌(ban)，靜置24 h，用(yong)虹吸(xi)法仔細將上層(ceng)800 ml懸浮液(ye)移至(zhi)第二個(ge)1 000 ml量(liang)筒(tong)(tong)中(zhong)(zhong)。向第二個(ge)量(liang)筒(tong)(tong)內(nei)加(jia)水(shui)至(zhi)1 000 ml，充分攪拌(ban)后再靜置24 h。虹吸(xi)出(chu)上層(ceng)含較細顆粒的(de)800 ml懸浮液(ye)，棄去。下部沉積物(wu)加(jia)水(shui)稀釋至(zhi)1 000 ml。充分攪拌(ban)后貯于(yu)具塞(sai)玻璃瓶中(zhong)(zhong)，作為(wei)渾濁(zhuo)(zhuo)度(du)原(yuan)液(ye)。取(qu)上述懸濁(zhuo)(zhuo)液(ye)50 ml置于(yu)已恒重(zhong)的(de)蒸發皿中(zhong)(zhong)，在水(shui)浴上蒸干。于(yu)105 ℃烘(hong)箱內(nei)烘(hong)2 h，至(zhi)干燥器中(zhong)(zhong)冷卻(que)30 min，稱重(zhong)。重(zhong)復以上操(cao)作，即，烘(hong)1 h，冷卻(que)，稱重(zhong)，直至(zhi)恒重(zhong)。求出(chu)每毫(hao)升懸濁(zhuo)(zhuo)液(ye)中(zhong)(zhong)含硅藻(zao)土(tu)(tu)的(de)重(zhong)量(liang)(mg)。吸(xi)取(qu)含250 mg硅藻(zao)土(tu)(tu)的(de)懸濁(zhuo)(zhuo)液(ye)，置于(yu)1 000mL容量(liang)瓶中(zhong)(zhong)，加(jia)水(shui)至(zhi)刻度(du)，搖勻(yun)。此溶液(ye)濁(zhuo)(zhuo)度(du)為(wei)250度(du)。吸(xi)取(qu)濁(zhuo)(zhuo)度(du)為(wei)250度(du)的(de)標(biao)準液(ye)100 ml，置于(yu)250 ml容量(liang)瓶中(zhong)(zhong)，用(yong)水(shui)稀釋至(zhi)標(biao)線，此溶液(ye)濁(zhuo)(zhuo)度(du)為(wei)100度(du)的(de)標(biao)準液(ye)。

2.3.2 濁度標準(zhun)曲(qu)線的制作：

取(qu)7個250 ml容量瓶，分(fen)別加入(ru)0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120mL 250 NTU的濁度(du)(du)標準儲(chu)備(bei)液，用去離子水定(ding)容后(hou)搖勻(yun)。以去離子水作參(can)比(bi)，用722型分(fen)光光度(du)(du)計在340 nm波(bo)長處(chu)測定(ding)吸光度(du)(du)A，所得結果見(jian)表2。

表(biao)2 濁度標準曲線值

標準儲備液加入量/ml	濁度/NTU	吸光度
0	0	0
10	10	0.075
20	20	0.103
30	30	0.121
40	40	0.132
50	50	0.176
60	60	0.191
70	70	0.212
80	80	0.241
90	90	0.272
100	100	0.295
110	110	0.349
120	120	0.408

根據上表數(shu)據繪制標(biao)準(zhun)曲線(xian)(見圖1)，求(qiu)得標(biao)準(zhun)曲線(xian)回歸方程如(ru)下：

濁度(du)=吸光度(du)(A) ×384.3941 - 13.0627 γ=0.993007(相關系數)

3. PAFC的絮凝(ning)實(shi)驗(yan)：

實驗所(suo)用的(de)(de)生(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)來源于(yu)上海瑞威機電設(she)備(bei)有限公(gong)司旁邊的(de)(de)河內，原水(shui)樣(yang)(yang)水(shui)質 分(fen)(fen)析 ：取200ml生(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)水(shui)樣(yang)(yang)，用UV755B型分(fen)(fen)光光度計(ji)分(fen)(fen)別于(yu)330nm和340nm處測(ce)其吸(xi)光度值(zhi)，根據吸(xi)光度值(zhi) 計(ji)算 出原水(shui)相應(ying)的(de)(de)指(zhi)標值(zhi)如表3：

表3 原水水質情況

COD （mg/l）	濁度 NUL	pH	顏色
224.0	546.6	7.4	黑褐色

3.1 攪拌速度和(he)攪拌時(shi)間對絮凝效果的 影響

攪拌速度和(he)時間(jian)選(xuan)擇的(de)恰當，可(ke)以加速絮凝(ning)作用，從而有利于(yu)絮凝(ning)劑發揮作用，提高絮凝(ning)效果。

取4份(fen)200ml的廢(fei)水樣于燒杯(bei)(bei)中(zhong)，先用pHS—3C精密pH計調節PH值到8.0，再加入0.15g/200ml PAFC絮凝劑，用78-1型磁力加熱攪拌(ban)器攪拌(ban)。第(di)一個(ge)燒杯(bei)(bei)以50r/min轉(zhuan)速(su)攪拌(ban)2min，第(di)二個(ge)燒杯(bei)(bei)以100r/min轉(zhuan)速(su)攪拌(ban)2min，第(di)三個(ge)燒杯(bei)(bei)以150r/min轉(zhuan)速(su)攪拌(ban)2min，第(di)四個(ge)燒杯(bei)(bei)以200r/min轉(zhuan)速(su)攪拌(ban)2min,均靜置沉(chen)降20min后取其(qi)上清液，測其(qi)濁度、pH值、COD值。結(jie)果如表4所示

表4 攪拌時間為2min時相應的指標值

攪拌強度（r/min）	濁(zhuo)度	濁度去除率(lv)（%）	COD	COD去(qu)除率（%）
50	73.4	86.56	42.0	81.25
100	45.7	91.65	48.0	78.57
150	26.8	95.10	36.0	89.93
200	87.5	84.00	64.0	71.43

表5 攪拌時間(jian)對(dui)PAFC絮凝效果的影響

攪拌時間（min）	濁度	濁(zhuo)度(du)去除率（%）	COD	COD去除率(lv)（%）
1	72.3	86.77	42.0	81.25
2	26.8	95.10	38.0	89.04
3	44.9	91.79	44.0	80.36
4	85.5	84.37	62.0	72.32

圖(tu)3 攪拌時間——濁(zhuo)度、COD去除率曲線圖(tu)

實驗(yan)結果表(biao)明最佳(jia)攪(jiao)拌時(shi)(shi)間(jian)和最佳(jia)攪(jiao)拌強(qiang)度(du)分(fen)別為2min，轉速為150r/min，此時(shi)(shi)PAFC絮(xu)凝(ning)(ning)劑的(de)(de)絮(xu)凝(ning)(ning)效果的(de)(de)各(ge)項指標值：濁(zhuo)度(du)去除(chu)率(lv)(lv)達(da)95.10%，COD去除(chu)率(lv)(lv)達(da)89.93%。如(ru)(ru)果攪(jiao)拌時(shi)(shi)間(jian)過(guo)長，攪(jiao)拌速度(du)過(guo)快，則(ze)會將能(neng)夠(gou)沉降的(de)(de)顆(ke)粒(li)被攪(jiao)碎后變成不沉降顆(ke)粒(li)，從(cong)而(er)降低絮(xu)凝(ning)(ning)效果;如(ru)(ru)果時(shi)(shi)間(jian)過(guo)短，速度(du)過(guo)慢，則(ze)會使(shi)絮(xu)凝(ning)(ning)劑和固(gu)體顆(ke)粒(li)不能(neng)充分(fen)的(de)(de)接觸，從(cong)而(er)不利(li)于(yu)絮(xu)凝(ning)(ning)劑捕集膠體顆(ke)粒(li)，而(er)且絮(xu)凝(ning)(ning)劑的(de)(de)濃(nong)度(du)也分(fen)布不均勻，不利(li)于(yu)發揮絮(xu)凝(ning)(ning)作用(yong)。

3.2 PAFC投加(jia)量對絮凝(ning)效果的(de)影(ying)響

實驗所用的(de)水樣為生(sheng)活污水，取五份200ml水樣分別放置(zhi)在(zai)500ml燒(shao)杯(bei)中加入(ru)一定(ding)量的(de)聚合氯(lv)化(hua)鋁(lv)鐵(tie)，氯(lv)化(hua)鋁(lv)鐵(tie)的(de)投加量分別為0.05g、0.10g、0.15g、0.20g、0.25g、0.30g，后先(xian)用攪(jiao)拌機(ji)快攪(jiao)2min(攪(jiao)拌速度(du)(du)為 150r/min),再慢(man)攪(jiao)5min(攪(jiao)拌速度(du)(du)為 75r/min)，靜置(zhi)沉(chen)降20min后取上清液用UV755B型分光(guang)光(guang)度(du)(du)計(ji)分別在(zai)330nm和(he)340nm波長處測定(ding)吸(xi)光(guang)度(du)(du)值(zhi)，由(you)公式計(ji)算出(chu)相應(ying)的(de)濁度(du)(du)和(he)色(se)度(du)(du)以及COD值(zhi)和(he)它(ta)門對應(ying)的(de)去(qu)除(chu)率，由(you)此確(que)定(ding)最佳投加量。

表6 PAFC投加(jia)量對(dui)絮凝效果的影(ying)響

PAFC投加量(mg/l)	投藥后的水質		濁度去除率(%)	COD去除率(%)
	CODcr	濁度
250	40.0	72.7	86.71	82.14
500	64.0	163.4	70.11	71.42
750	36.0	24.6	95.50	87.93
1000	48.0	85.3	84.39	78.57
1250	100.0	43.8	92.00	55.36
1500	44.0	169.9	68.92	80.36

圖(tu)4 投藥量(liang)—濁度去除率曲線圖(tu)

圖5 投(tou)藥(yao)量—COD去除率(lv)曲線圖

試驗結(jie)果表(biao)明，當PAFC投(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)小時(shi)(shi)，COD去除(chu)率隨(sui)PAFC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)投(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)變(bian)化沒有顯著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化，而(er)(er)當PAFC投(tou)(tou)加(jia)(jia)量(liang)增加(jia)(jia)到(dao)0.75g/L時(shi)(shi)，再(zai)增加(jia)(jia)PAFC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)，COD去除(chu)率開始下降，且隨(sui)著PAFC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，形成(cheng)礬(fan)花(hua)越來越小，下沉(chen)越來越慢;當PAFC量(liang)為(wei)1.25g/L時(shi)(shi)，礬(fan)花(hua)非常(chang)細小，甚至出現上浮，無法(fa)分層等現象。綜合COD、濁度(du)去除(chu)率、礬(fan)花(hua)沉(chen)降速度(du)、處理后效(xiao)果及 經(jing)濟 等方面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)素，確定(ding)(ding)(ding)PAFC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最佳(jia)投(tou)(tou)藥(yao)量(liang)為(wei)0.75g/L,此時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絮(xu)凝(ning)效(xiao)果最好;如果在(zai)(zai)最佳(jia)投(tou)(tou)藥(yao)量(liang)時(shi)(shi)再(zai)繼續投(tou)(tou)加(jia)(jia)絮(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)，則(ze)COD增加(jia)(jia)，COD去除(chu)率反而(er)(er)有所波動(dong)，濁度(du)有所增加(jia)(jia)，絮(xu)凝(ning)效(xiao)果越來越差。這主要(yao)是因(yin)為(wei)分散在(zai)(zai)水中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膠(jiao)體(ti)顆粒(li)帶(dai)有一定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電荷，它們之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電斥(chi)是膠(jiao)體(ti)穩定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)因(yin)素。膠(jiao)粒(li)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電荷值常(chang)用(yong)電動(dong)電位(wei)(wei)(wei)(wei)ξ來表(biao)示，又稱為(wei)Zeta電位(wei)(wei)(wei)(wei)。Zeta電位(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高低決定(ding)(ding)(ding)了膠(jiao)體(ti)顆粒(li)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斥(chi)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小和(he)影響范圍。一般(ban)在(zai)(zai)天然水中膠(jiao)體(ti)顆粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Zeta電位(wei)(wei)(wei)(wei)在(zai)(zai)-30mv以上，投(tou)(tou)加(jia)(jia)絮(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)后，只(zhi)要(yao)電位(wei)(wei)(wei)(wei)降到(dao)-15mv左右(you)即(ji)可得到(dao)較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絮(xu)凝(ning)結(jie)果。相反，當Zeta電位(wei)(wei)(wei)(wei)降到(dao)零時(shi)(shi)，反而(er)(er)不(bu)是最佳(jia)絮(xu)凝(ning)狀態(tai)。

3.3 PH值對PAFC絮凝效果(guo)的影響

分別取8份200ml的(de)(de)生(sheng)活污水(shui)水(shui)樣放置(zhi)于(yu)500ml的(de)(de)玻璃燒(shao)杯中，用橡膠(jiao)滴管(guan)滴加NaOH或 HCL，運用PHS—3C精(jing)密(mi)PH計調(diao)節水(shui)樣的(de)(de)PH值，測定(ding)相應的(de)(de)值如下表所示(shi)：

表7 PH值對絮凝效(xiao)果的(de)影(ying)響

PH值	調節投藥后的水質		濁度去除率(%)	COD去除率(%)
	CODcr(mg/l)	濁度
5	116.0	131.1	76.02	48.21
6	76.0	38.5	92.97	66.07
7	68.0	41.1	92.47	69.64
8	36.0	38.1	93.04	87.90
9	84.0	56.9	85.59	62.50
10	48.0	43.4	92.05	78.57
11	56.0	42.3	92.26	75.00
12	92.0	44.6	91.84	58.93

圖6 pH—濁度、濁度去除率(lv)曲線圖

圖7 pH值—CODcr、CODcr去除率(lv)曲線(xian)圖

從試驗結果(guo)得知，水體的(de)pH值對絮凝效(xiao)果(guo)影(ying)響(xiang)非(fei)常顯著(zhu)，在(zai)pH=5和(he)pH=6時(shi)(shi)(shi)，處(chu)理效(xiao)果(guo)極差，其(qi)去(qu)(qu)濁、去(qu)(qu)色效(xiao)果(guo)極不明顯，其(qi)上層清(qing)顏(yan)色和(he)原水樣差不多，且(qie)難以(yi)(yi)分層;在(zai)pH=6—8范圍內，處(chu)理效(xiao)果(guo)較好，絮體生成(cheng)快，礬花(hua)大，濁度、色度、COD去(qu)(qu)除(chu)率也(ye)較高(gao);且(qie)當pH=8時(shi)(shi)(shi)去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)果(guo)最好，上清(qing)液最清(qing)澈(che)，此時(shi)(shi)(shi)達到最佳狀(zhuang)態;而pH=9時(shi)(shi)(shi)，其(qi)去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)果(guo)不是很(hen)好，其(qi)上清(qing)液還有原水樣的(de)顏(yan)色;故確定(ding)最佳pH值為8左右。因(yin)此，在(zai)實際 應(ying)用 當中，可以(yi)(yi)通過調節水樣的(de)PH值來(lai)提高(gao)處(chu)理效(xiao)果(guo)，可以(yi)(yi)投(tou)加堿或(huo)酸將水體PH值調到適宜范圍，以(yi)(yi)增強絮凝效(xiao)果(guo)。

3.4　PAFC與PAC、PFS絮凝效(xiao)果的對比(bi)

選擇聚合氯化鋁PAC、聚合氯化鋁鐵(tie)PAFC、聚合硫酸鐵(tie)PFS在相同(tong)實驗條件下分(fen)別處理生活污水，比較其(qi)絮凝(ning)效果。實驗結(jie)果見表8：

表8 不同絮(xu)凝劑最佳投藥(yao)量條件下的絮(xu)凝效(xiao)果(guo)比較

絮(xu)凝劑	最佳投藥量(liang)	最佳去除(chu)率(%) 　　 率（%）
		CODcr	濁 度
PAC	750mg/l	82.60	94.60
PFS	1000mg/l	82.48	93.56
PAFC	750mg/l	87.90	95.50

由(you)表8可(ke)知， PAFC的(de)(de)COD、濁度(du)去(qu)(qu)除(chu)率(lv)都要略高(gao)于(yu)PAC、PFS，但是PAC和PFS的(de)(de)COD去(qu)(qu)除(chu)率(lv)沒(mei)有PAFC的(de)(de)大，且PFS的(de)(de)濁度(du)去(qu)(qu)除(chu)率(lv)也差些，生產成本(ben)也高(gao)于(yu)PAFC，PAFC的(de)(de)性能明顯(xian)要優(you)于(yu)其(qi)它兩(liang)種(zhong)絮凝(ning)劑(ji)，因此PAFC是處(chu)理生活污水(shui)較好的(de)(de)一(yi)種(zhong)絮凝(ning)劑(ji)。

3.5 PAFC在(zai)不同廢水中的(de)絮凝效果的(de) 研究 與探(tan)討：

用(yong)PAFC分(fen)別處理(li)不同(tong)的(de)廢(fei)水，得(de)出PAFC處理(li)廢(fei)水的(de)應用(yong)范(fan)圍。實驗數(shu)據(ju)如表9：

表9 PAFC處理不同廢水(shui)的(de)絮凝比較

廢水類(lei)別(bie)	最佳投(tou)加量g/L	最佳PH值(zhi)	最佳去除率%
			COD	濁度(du)
生(sheng)活污水	0.75	8.0	87.90	95.50
印(yin)染(ran)廢(fei)水(shui)	2.4	9.0	89.70	92.30
造紙廢水	0.5	7.0	95.80	84.60

從表9可知：用(yong)PAFC處(chu)理(li)生活污水、印染廢水和造紙(zhi)廢水的效果都(dou)很好，這就(jiu)說明PAFC處(chu)理(li)廢水的范圍(wei)很廣(guang)。

4 結論 ：

在相同(tong)的(de)(de)實(shi)驗(yan)條件下，分別用PAFC、PAC、PFS處理同(tong)種生活(huo)污水。通過以上(shang)實(shi)驗(yan)可(ke)知，PAFC具有絮凝速度快(kuai)，結實(shi)粗大(da)，沉降(jiang)性(xing)能好(hao)等絮凝特性(xing)，并且(qie)具有優越的(de)(de)除(chu)濁(zhuo)、脫色和去除(chu)COD的(de)(de)良(liang)好(hao)性(xing)能 ; PAFC可(ke)以用多種 工業 廢(fei)渣來(lai)制(zhi)備，原料來(lai)源(yuan)廣(guang)泛、成本低廉、且(qie)可(ke)達到以廢(fei)治廢(fei)的(de)(de)目的(de)(de)，因而非常適合我國(guo)的(de)(de)國(guo)情,因此研(yan)究(jiu)聚合鋁鐵復合絮凝劑有很(hen)好(hao)的(de)(de) 科(ke)學 價值和重大(da)的(de)(de)實(shi)踐(jian)生產意義。

參考(kao) 文獻 ：

[1] 胡勇有 新型(xing)混(hun)凝(ning)劑聚合(he)氯化(hua)鋁(lv)鐵的混(hun)凝(ning)特性[J] 水處理技術,1993,19(5):281～285.

[2]KuoUHS,WamserCA.Al(1-x)Fe3+xFe2+y(OH)3+2y-zHal(z)(HalisclBr,I,ormixts)[P].USAppl:55416,1979-07-06

[3] 田寶珍(zhen),張云.鋁(lv)鐵共聚復合絮凝劑的研制及應(ying)用[J].工業(ye)水(shui)處(chu)理(li),1998.

[4] 席美云 無(wu)機高分子絮凝的開(kai)發與研(yan)究(jiu)進展[J].環境(jing)科學技術(shu),1999,4:4～7.

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