高梯度磁濾技術去除飲用水中的有機物
高(gao)梯度磁(ci)濾(lv)技術對(dui)飲用水(shui)(shui)的(de)消(xiao)毒已(yi)取得了一定效果，而(er)且磁(ci)技術在水(shui)(shui)處(chu)理中(zhong)的(de)應(ying)用已(yi)從(cong)單一的(de)磁(ci)場處(chu)理、磁(ci)濾(lv)裝置(zhi)向與各種藥劑與磁(ci)場協(xie)同作用的(de)方(fang)向發展[1、2]，筆者利用混凝劑、磁(ci)性(xing)顆粒和磁(ci)場的(de)共同作用處(chu)理地表水(shui)(shui)，探討其(qi)對(dui)水(shui)(shui)中(zhong)污染物尤其(qi)是(shi)有(you)機物的(de)去除效果。
1試(shi)驗材料與方法(fa)
1.1藥劑
聚(ju)合氯化鋁(PAC，經(jing)衛(wei)生(sheng)部門檢測符(fu)合國家(jia)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun));改性天然高分子助(zhu)凝劑(ji)(CMS，自制，經(jing)衛(wei)生(sheng)部門檢測符(fu)合國家(jia)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun))[2];還原鐵粉(fen)(CP級(ji)，200目);粉(fen)末活性炭(tan)(200目);磁(ci)粉(fen)(自制)，賦磁(ci)活性炭(tan)粉(fen)(自制)。
1.2儀器
1000mL燒杯(距杯底部10mm處設置取樣口)，攪(jiao)拌器，磁處理(li)裝置(自制)，砂(sha)濾柱(高20mm，直(zhi)徑15mm)，磁濾器(填(tian)充8%不銹鋼絨絲)，2100N型(xing)濁度儀，751型(xing)紫外分光光度計(ji)，TOC儀。
1.3試驗步驟
(1)準備
①磁粉(fen)的(de)制備：令溶液中[Fe3+]∶[Fe2+]=3∶2，加入(ru)10%的(de)NaOH調pH值至堿性(xing)，40℃恒(heng)溫4h得到Fe3O4粉(fen)末，酸(suan)性(xing)處理和水洗后，通入(ru)N2保護、干燥待用。
②賦磁活(huo)性(xing)炭(tan)粉的制備：將(jiang)活(huo)性(xing)炭(tan)粉末(mo)用[Fe3+]∶[Fe2+]=3∶2的溶液浸泡(pao)，再用10%的NaOH調(diao)至堿性(xing)，40℃恒溫4h，酸性(xing)處(chu)理和水(shui)洗后通入N2保護、干燥(zao)待用。
(2)高(gao)分子(zi)強化混凝過程(cheng)試驗
①只(zhi)投入PAC
②加入CMS
③改變(bian)CMS加入量(liang)
具(ju)體試驗流程(cheng)為：
(3)投加(jia)粉(fen)末試驗
分別(bie)利(li)用(yong)粉(fen)末活性(xing)炭(tan)、鐵粉(fen)、磁粉(fen)和賦磁活性(xing)炭(tan)粉(fen)與等(deng)量CMS協(xie)同(tong)進行水處理試(shi)驗(yan)，流程為：
以上每項試驗(yan)(yan)重復5次(ci)，取平均值作為試驗(yan)(yan)結果(guo)加(jia)以討論。
2結果和討論
①采用(yong)CMS的強化混凝試驗結果見表1。
表1加入CMS的強化混凝試(shi)驗結果
加入CMS后，濁(zhuo)度(du)達(da)到0.5NTU以下，對(dui)CODMn、TOC、UV254平均降低(di)15%左右，但(dan)對(dui)氨氮(dan)的(de)去(qu)除(chu)效果不(bu)好，提(ti)高CMS的(de)用量(liang)不(bu)但(dan)不(bu)能(neng)提(ti)高有(you)機物(wu)的(de)去(qu)除(chu)率，反而使有(you)機物(wu)的(de)含量(liang)增(zeng)加。
②控制CMS的加(jia)(jia)入(ru)量為0.2mg/L，再分別投加(jia)(jia)粉(fen)末(mo)活性炭(tan)、鐵(tie)粉(fen)、磁(ci)粉(fen)和(he)賦磁(ci)活性炭(tan)粉(fen)，各種粉(fen)末(mo)的投加(jia)(jia)量均為20mg/L，試(shi)驗結果見表2。
表2投加各(ge)種粉末試驗(yan)結果
從表2可以看出，賦磁活性(xing)炭粉能(neng)夠發(fa)揮活性(xing)炭的凈化功能(neng)并(bing)使其得到強化，提高了對有(you)機物的去除效(xiao)果(guo)。
③賦磁活性(xing)炭(tan)粉經多(duo)次使(shi)用后可利用磁選裝(zhuang)置(zhi)從絮凝體中回(hui)收(shou)，如(ru)果以pH=6的NaCl溶液作為洗滌(di)液，在液固(gu)比為10∶1的條件下(xia)進行淋洗，即可以循(xun)環(huan)使(shi)用。不同的淋洗次數與使(shi)用效果的關系見表3。
表3不同淋洗次(ci)數與回用效果的(de)關系(xi)
可以看出(chu)，賦磁活性炭粉淋洗3次后回用效(xiao)果最佳。
3結論和展望
①利(li)用CMS的(de)強化混凝對降(jiang)(jiang)低濁度(du)有(you)很(hen)好的(de)效果(guo)，可(ke)(ke)使濁度(du)降(jiang)(jiang)至0.5NTU以下，對CODMn和TOC、UV254的(de)去除率也可(ke)(ke)平均(jun)提高(gao)15%左右，但對氨氮(dan)的(de)去除效果(guo)不好。
②賦磁活性(xing)(xing)炭粉可以將粉末(mo)活性(xing)(xing)炭的良好(hao)凈化功(gong)能和磁性(xing)(xing)粒子的分(fen)離(li)功(gong)能相結合，既強化了有機物的去(qu)除效果又便于回收利，而且制作和操作過(guo)程(cheng)簡單，具(ju)有良好(hao)的應用前景。
在研究(jiu)中(zhong)也發現，對(dui)(dui)不(bu)同(tong)(tong)的有(you)機物，活性炭的飽和吸附量有(you)很(hen)大的區(qu)別，而且不(bu)同(tong)(tong)的活性炭以及不(bu)同(tong)(tong)的賦磁工藝條件也對(dui)(dui)有(you)機物的吸附有(you)一定的影響，這方面尚有(you)待于進(jin)一步研究(jiu)。
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