对污水进行处理的新材料应用

  对污水进行处理，从方法上可归纳为物化法和生物法；从种类上可分为无机物处理和有机物处理两大类。目前，在国内，多采用无机物或有机物独立对某些污染水进行处理。
　　无机絮凝剂：硫酸铝、硫酸亚铁和三氯化铁是低分子的无机絮凝剂，近年来无机高分子絮凝剂发展迅速，目前主要品种有聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAs）、聚合硫酸铁（PTS）和聚合氯化铁（PFC）几种。
　　有机絮凝剂：有机絮凝剂水溶性高分子化合物，主要是聚丙烯酰，分别有阳、阴和中性三种类型，形态有胶体、干粉。对污染严重的高浊度、高色度的原水混凝矾花形成慢，颗粒小，沉淀性能不是很好，从费用上看较高，企业难以接受，从而造成了屡治不彻底的局面。
　　因此，本课题采用无机物和有机物共同对某些污染水进行处理的技术。目的在于找到操作简单、企业易于接受并利用潍坊的基本资源海产品的下脚料制备阳离子混凝-聚凝剂，再与普通混凝剂的配伍，形成水处理剂PCS，从而降低成本或在同等程度上效果好于无机或有机物独立对某些污染水进行处理的效果。对污染严重的高浊度、高色度的原水都可达到很好的混凝，混凝矾花形成快，颗粒大而重，沉淀性能好，出水符合排放标准，提高给水和排放水的质量。
　　实验以有代表性的潍坊恒联造纸厂、潍坊海龙有限公司、潍坊天昊巾被有限公司的生产污水为对象，进行污水处理实验，测试有关数据，如pH值、化学需氧量（COD）、固体颗粒悬浮物（SS）、沉降时间、加药量，根据测试结果确定污水处理应用条件。
　　1药品与仪器1.1实验药品第一，纯试剂硫酸银、硫酸汞、浓硫酸、硫酸亚铁铵、邻菲罗啉、硫酸亚铁。
　　第二，0.2500molL-1重铬酸钾标准溶液，称取在120！烘干2h的基准或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中，移入1000mL容量瓶，稀释至标线，摇匀。
　　第三，0.1000molL-1硫酸亚铁铵标准溶液，称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸，冷却后移入1000mL容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。临用前，用重铬酸钾标准溶液标定。
　　第四，试亚铁灵指示液，称取1.485g邻菲罗啉（C12H8N2H2O）和0.695g硫酸亚铁（FeSO47H2O）溶于水中，稀释至100mL，贮于棕色瓶内。
　　第五，聚合氯化铝为工业品。
　　第六，0.2HOAC壳聚糖溶液。
　　1.2主要实验仪器称量瓶（内径30~50mm）、滤膜（孔径为0.45m）及相应的滤器、DHG9240型干燥箱、回流装置（250ml磨口锥形瓶及配套球形冷凝管）、电炉、1000mL量杯、50mL酸式滴定管。
　　2实验方法2.1PCS絮凝的原理壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，本身为线型分子，分子链中含有反应性基团羟基（-OH）和氨基（-NH2）。
　　由于-OH和-NH2的存在，壳聚糖可形成高电荷密度的阳离子聚电解质，能够凝聚溶液中带负电的悬浊液、有机物质，具有良好的絮凝性能。聚合氯化铝（PAC）是一种普通的无机高分子混凝剂，主要作用是中和电荷、降低斥力，形成氢氧化铝絮体而促进混凝。将聚合氯化铝与壳聚糖经科学的配伍形成PCS，混凝加絮凝，使得沉淀速度加快，提高了净水效果。
　　2.2实验方法取一定量的污水，调节污水pH值，加入一定量水处理剂PCS，搅拌，絮凝，测定经过处理后水的COD，SS等以确定PCS使用的条件。
　　2.3剖析方法2.3.1pH值测定用pH试纸测试对比。
　　2.3.2CODcr的测定量取20.00mL混合均匀的水样（体积为V），置于250ml磨口锥形瓶中，准确加入10.0mlc（1/6K2Cr2O7）
　　=0.2500molL-1标准溶液，缓缓加入30mLAg2SO4-H2SO4溶液和数粒玻璃珠，轻轻摇动锥形瓶使试液混合均匀，加热回流2h，冷却，用水冲洗冷凝器内壁，并入锥形瓶中。从回流装置上取下锥形瓶，用水稀释至140mL左右，加2~3滴试亚铁灵指示剂，用（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定到试液由黄色至蓝绿色刚变为红褐色，即为终点[此时消耗（NH4）2Fe（SO4）2的体积为V1].同时，做空白实验，此时消耗（NH4）2Fe（SO4）2的体积为V0.根据空白与水样消耗（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液的量，计算污水中化学需氧量，以O2的质量浓度（molL-1）表示，计算公式如下所示：CODcr=（v0-v1）vc81000稀释倍数式中，V0空白实验时消耗（NH4）2Fe（SO4）2的体积（mL）；V1水样消耗（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液的体积（mL）；V水样的体积（mL）；8氧（1/2）摩尔质量，g/mo；lc（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液的浓度。
　　2.3.3SS的测定采用滤膜法进行测定。
　　将1张滤膜放在称量瓶中，打开瓶盖，每次在103~105！烘干2h，取出，放冷后盖好瓶盖称重，直至恒重为止（两次称重相差不超出0.0005g），此时的质量为B.分取除去漂浮物后，振荡均匀的适量水样（使含总不可滤残渣大于2.5mg），通过上面称至恒重的滤膜过滤，和蒸馏水冲洗残渣3~5次。如样品中含油脂，用10mL石油醚分两次淋洗残渣。
　　小心取下滤膜，放入原称量瓶内，在103~105！烘箱中，打开瓶盖，每次烘2h取出，放冷后盖好瓶盖称重，直到恒重为止，此时的质量为A.SS的计算公式如下：SS（mgL-1）=（A-B）v10001000式中，A总不可滤残渣 滤膜及称量瓶重（g）；B滤膜及称量瓶重（g）；V水样体积（mL）。
　　3结果与剖析3.1PAC与PCS对照实验取潍坊恒联造纸厂纸浆中段污水1000m，l在污水自然pH值条件下，分别以PAC、PCS为处理剂，加药量200mg，对污水进行处理，分别测定沉降时间、COD.结果可以看出：对于同一污水水样，PCS的沉降时间短，沉降速度是PAC的4倍，且经过PCS处理的污水水样COD比较低，耗氧去除率高，所以PCS的性能优于PAC.3.2PCS应用条件实验3.2.1pH值对不同厂家的污水用PCS混凝结果的影响实验用潍坊恒联造纸厂纸浆中段污水（进水COD=2920mgL-1，SS=2370mgL-1）、山东海龙股份有限公司化纤污水（进水COD=1552.6mgL-1，SS=983.7mgL-1）、潍坊天昊巾被有限公司印染污水（进水COD=986.5mg.L-1，SS=385.4mgL-1）作为实验对象，取污水各1000mL，加药量均为200mg，测定不同pH值对污水用PCS混凝结果的影响，由以上测试结果说明：对于三个厂的污水，pH值在10以上时，经PCS处理后的污水其COD，SS较高，达不到很好的处理效果；在pH值5~9时，处理后的污水COD，SS显著降低，去除率好。因此，PCS应用时pH为5~9.3.2.2PCS用量对不同厂家的污水混凝结果的影响第一，PCS用量对潍坊天昊巾被有限公司印染污水混凝结果的影响。

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