高效聚合氯化铝和聚合硫酸铁去除水中亚硒酸盐

所属栏目:聚合氯化铝行业知识   发布时间:2021-04-01   浏览次数:  次   文章来源:https://www.pac315.com

  为了快速有效地去除饮用水中的亚硒酸盐,采用混凝法研究了高效聚合氯化铝和聚合硫酸铁对模拟硒污染饮用水的去除效果,并探讨了初始浓度、投加量和酸碱度对去除效果的影响。结果表明,混凝法对水中亚硒酸盐的去除效果明显。当初始硒浓度为184g/L时,聚合氯化铝和聚合硫酸铁对亚硒酸盐的去除率分别为70%和97%。聚合硫酸铁对亚硒酸盐的混凝去除效果明显优于聚合氯化铝,其较好的除硒pH值为8。
 
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  硒作为一种微量元素,在人类和动物中起着重要的作用。但其营养剂量和潜在毒性浓度范围较窄,流动性较高。累积的毒性导致胚胎畸形甚至死亡。自然界中的硒通常以四种氧化态(Se2-、Se0、Se4和Se6)和含硒有机物的形式存在,地表水主要使用六价亚硒酸盐和四价亚硒酸盐。亚硒酸盐的毒性远高于硒酸盐。含硒超标的原水中硒的浓度一般为20-40g/L,我国生活饮用水中硒的含量<10 g/l。
 
  目前,硒的处理方法可分为物理化学方法和生物方法。物理化学方法包括与天然氧化铁、针铁矿、活性炭、镁铝水滑石、-Al2O3、氯化铁和三氯化铝的吸附共沉淀、纳滤、反渗透和离子交换。金属氧化物、矿物质和金属盐除硒的机理是金属盐和可溶性硒形成不溶性硒化合物,通过沉淀或过滤去除,而活性炭除硒的机理是特征吸附,生物法主要是利用还原细菌将硒酸盐和亚硒酸盐还原成简单的不溶于水的物质,如厌氧细菌和藻类生物池、微生物恒化器、填料和产甲烷的UASB生物反应器处理含硒废水。由于原水水质波动,这些处理方法工艺复杂,处理效果不稳定。
 
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  混凝是水处理中的传统处理工艺,具有操作简单的优点。当硒以亚硒酸根离子的形式存在时,絮凝剂与亚硒酸根离子反应生成不溶和不溶的硒化合物,而当硒以亚硒酸根离子的形式存在时,可以被其他阴离子取代,传统化学沉淀法的除硒效果不到10%。除硒剂可以是硫酸铁、硫酸亚铁、氯化亚铁和氢氧化亚铁。我们聚合氯化铝生产厂家使用普通絮凝剂高效聚合氯化铝和聚合硫酸铁对含亚硒酸盐的水溶液进行混凝搅拌,考察两种絮凝剂对水中亚硒酸盐的去除效果及影响因素,从而达到快速去除水中亚硒酸盐的目的。结果和讨论如下:
 
  1.不同剂量聚合氯化铝对硒的去除
 
  从图1可以看出,在向亚硒酸盐样品中加入聚合氯化铝后,溶液的酸碱度被调节至8。随着聚合氯化铝用量的增加,硒浓度逐渐降低。当聚合氯化铝的投加量达到60毫克/升时,不同初始硒浓度对应的出水硒浓度分别为55、130和622.6微克/升。
 
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  2.不同用量聚合硫酸铁对硒的去除
 
  从图2可以看出,加入聚合硫酸铁后,溶液的酸碱度调节至8。随着聚合硫酸铁用量的增加,硒浓度明显降低。当用量为40毫克/升时,硒的去除率基本达到90%左右。最终,不同初始硒浓度的原水对聚合硫酸铁的去除率均> 95%,两种较低初始硒浓度的处理原水均符合饮用水水质标准。
 
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  絮凝剂水解时,形成正电荷较高的羟基多核配合物,吸附并缔合带负电荷的亚硒酸根离子,反应生成不溶和不溶的硒离子。此外,聚合硫酸铁水解后的氢氧化物絮体具有很强的吸附能力,不溶性硒化合物和还原态元素硒可以吸附在羟基絮体上,可以通过补网扫除。聚合硫酸铁的除硒效果明显优于高效聚合氯化铝的原因可能是聚合硫酸铁形成的明矾密度高,沉降性能和吸附波及效果较好;此外,亚硒酸可以取代Fe3结合的一些羟基,形成碱性亚硒酸铁配合物。这种由Fe3、OH-和SeO3-之间的强力形成的不溶性络合物,在其表面有很强的吸附作用,可以进一步去除更多的硒。这也是聚合硫酸铁更高效的原因之一。
 
  3.酸碱度对聚合硫酸铁混凝处理硒的影响
 
  酸碱度在水中絮凝剂的凝聚中起着重要作用。pH一方面影响盐溶液在水中的存在形式,另一方面影响絮凝剂在水中的水解形式。当pH值较低时,絮凝剂主要以高电荷、低聚合度的络合离子存在,不能起到吸附架桥去除水中杂质的作用,而当pH值为中性、弱碱性时,其水解产物主要是高电荷的高分子络合物,具有吸附缔合作用。当初始硒浓度为2300g/L时,用1mol/L盐酸和1mol/L氢氧化钠分别将原水的酸碱度调节至2、5、8和11。结果如图3所示。
 
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  在pH=2时,聚合硫酸铁的混凝除硒效果是波动的,没有明显效果。随着酸碱度的增加,聚合硫酸铁电荷较高的水解产物首先与羟基结合形成聚合羟基铁,羟基铁与亚硒酸盐发生共沉淀反应和吸附。当酸碱度为8时,除硒效果较好,当酸碱度继续增加到11时,会形成氢氧化铁沉淀,因此除硒效果有所下降。在各种酸碱度条件下,聚合硫酸铁的用量为160毫克/升时,硒浓度增加。考虑到在较高的亚硒酸盐浓度下加入过量的絮凝剂会引起返混,这可能导致去除效果下降和溶液中硒浓度增加。当投加量为80毫克/升时,出水亚硒酸盐浓度很低,相应的酸碱度分别为55.9、52.4和64.2微克/升。
 
  4.结论
 
  (1)混凝工艺可以快速去除水中的亚硒酸盐,操作相对简单。常见的絮凝剂如高效聚合氯化铝、聚合硫酸铁等,可以去除不同初始浓度的亚硒酸盐。
 
  (2)聚合硫酸铁混凝除硒效果明显好于聚合氯化铝,对于不同初始浓度的亚硒酸盐(184、345和1840μg/L),在pH=8时,聚合硫酸铁对亚硒酸盐的去除率>95%,而聚合氯化铝对亚硒酸盐的去除率仅有70%。
 
  (3)聚合硫酸铁在40mg/L(以Fe计)的投加量时,对于初始浓度为2300μg/L的3种pH含硒原水的去除即可达到90%,除硒较佳pH为8,并且pH在5-11的范围内保持良好的去除效果。
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