強(qiáng)化混凝過程絮體形態(tài)演變特征及其對除銻(V)效果的影響.pdf

1、本文通過一系列強(qiáng)化混凝燒杯試驗(yàn)和中試模型試驗(yàn)，借助現(xiàn)代攝影技術(shù)及圖像處理技術(shù)，在不同混凝條件下對聚硫酸鐵(PFS)形成的絮體的形態(tài)特征和變化規(guī)律進(jìn)行全面考察，并探討了絮體形態(tài)對混凝效果及相應(yīng)的除銻(Sb(Ⅴ))效果的影響。
　　研究結(jié)果表明，絮體的分形維數(shù)主要取決于混凝后水中膠體顆粒的Zeta電位的大小，Zeta電位越接近0點(diǎn)，絮體的分形維數(shù)就越大，結(jié)構(gòu)越為致密;而絮體的大小主要受原水pH值的影響，pH值越大，絮體則越大;就沉降性

2、能而言，越大的絮體沉降性能通常越好，而對于較小的絮體而言，其沉降性能隨分形維數(shù)的增大而提高。在pH為8.0時(shí)，快攪和慢攪強(qiáng)度的增大都會(huì)使絮體的分形維數(shù)減小，結(jié)構(gòu)變得疏松;而在pH為6.0時(shí)，較大的快攪強(qiáng)度和適中的慢攪強(qiáng)度均會(huì)使絮體分形維數(shù)增大，結(jié)構(gòu)變得致密。水溫的降低不利于絮體的成長，低溫條件下，PFS形成的絮體的分形維數(shù)和粒徑均要小于高溫條件下。當(dāng)混凝效果較差時(shí)，助凝劑聚丙烯酰胺(PAM)的投加能夠有效增大絮體的粒徑，從而提高絮體的沉

3、降性能。絮體的形態(tài)特征能影響沉后水中的Sb(Ⅴ)的濃度和濁度，但對濾后水中Sb(Ⅴ)的濃度沒有影響，說明Sb(Ⅴ)不是通過絮體的包裹和網(wǎng)捕卷掃作用被去除的。
　　試驗(yàn)中考察了不同混凝條件下PFS的除銻效果。結(jié)果表明:除銻效果隨PFS投量的增加以及原水pH值的降低而提高，Sb(Ⅴ)的去除率最高可達(dá)97％;水中磷酸鹽(PO43-)的存在會(huì)顯著降低除銻效果，最高可達(dá)70％;緩沖物質(zhì)碳酸氫鈉(NaHCO3)和腐殖質(zhì)也會(huì)在一定程度上降低Sb

4、(Ⅴ)的去除率，最高分別可達(dá)20％和10％。
　　試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，PFS對Sb(Ⅴ)的去除主要是通過吸附作用，并且其吸附行為符合Freundlich吸附等溫模型以及準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型，其相關(guān)系數(shù)均大于0.9，且酸性條件下的吸附容量要大于中性或者偏堿性條件。通過計(jì)算得到Sb(Ⅴ)的吸附反應(yīng)活化能為17.09kJ/mol，說明PFS對Sb(Ⅴ)的吸附屬于化學(xué)吸附的范疇，且該過程不是單一的過程。
　　模擬水廠運(yùn)行工況的中試試驗(yàn)表明，在