石灰铝盐沉淀法脱除废水中氯离子的实验研究

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废水中的氯离子(Cl-)是一种常见的腐蚀性阴离子。氯离子浓度较高时会引起构筑物和金属管道腐蚀、导致土壤盐碱化、影响植物生长,甚至危害人体健康。因此,控制废水中Cl-的排放浓度显得尤为重要。目前,国家部分地区已对Cl-排放标准进行了相关规定,例如《辽宁省污水综合排放标准》(DB21/1627-2008)要求,直接排放的氯离子最高允许浓度为400mg/L,排入污水处理厂的收集管网系统的氯离子最高允许浓度为1000mg/L。随着国家对生态环保安全的重视,以及人们对环境质量和生态环境问题的持续关注,氯离子排放标准的要求会更为严格,那么降低废水中氯离子的浓度也将成为必然趋势。本文以含单一Cl-的废水、Cl-和SO42-共存的废水、Cl-和CO32-共存的废水作为研究水样,运用石灰铝盐沉淀法,以氧化钙和偏铝酸钠作为基本原料,与废水中Cl-进行反应,从而将Cl-以沉淀的形式进行去除,研究了SO42-和CO32-对Cl-去除效果产生的影响。通过实验分析得出不同水样中去除Cl-适宜的工艺条件,主要结果如下:(1)运用石灰铝盐沉淀法处理含单一Cl-的废水时,重点考察了药剂配比、反应时间、搅拌速度、反应温度对Cl-去除效果的影响,然后考察了不同初始浓度Cl-的去除效果,最后研究了实验沉淀产物的结构特征。结果表明:当温度为25℃,药剂配比[n(Ca):n(Al):n(Cl)]=20:5:2,搅拌速度400r/min,反应时间2h的条件下,废水中的Cl-去除率为88.6%,Cl-浓度由2500.0mg/L降低到283.2mg/L,且沉淀产物与上层清液分层效果良好。并由实验得知,随着废水中初始Cl-浓度的增大,Cl-去除率呈先增大后减小的趋势。通过XRD和SEM分析,可知沉淀产物Ca4Al2Cl2(OH)12为弗氏盐,且沉淀产物形貌特征为片层状结构。(2)运用石灰铝盐沉淀法处理Cl-和SO42-共存的废水时,重点考察了不同初始浓度的SO42-对一定浓度Cl-去除效果的影响、一定浓度的SO42-对不同初始浓度Cl-的影响,并研究了沉淀产物的再利用情况。结果表明:废水中Cl-去除率随SO42-浓度的降低而增大,当废水中SO42-浓度降低到500.0mg/L时,在温度25℃,药剂配比n(Ca):n(Al)=4:1,n(Ca):n(Cl)=10:1,搅拌速度400r/min,反应时间2h的条件下,废水中Cl-去除率为62.8%,Cl-含量由原来的2500.0mg/L降低到929.7mg/L,且最终的沉淀产物与上层清液分层效果良好。当含氯废水中SO42-浓度降低为500.0mg/L时,随着Cl-初始浓度的增大,Cl-去除率越来越小,同时再利用初次反应生成的沉淀产物能够有效的去除废水中浓度为500.0mg/L的SO42-,也可以去除废水中较低浓度的Cl-。(3)运用石灰铝盐沉淀法处理含Cl-和CO32-的废水时,重点考察了不同浓度的CO32-对Cl-去除效果的影响、一定浓度的CO32-对不同初始浓度Cl-的影响以及沉淀产物的二次利用情况。结果表明:含Cl-和CO32-的废水中,Cl-去除率随CO32-含量的降低而增大,当废水中CO32-浓度降低到500.0mg/L时,在温度25℃,药剂配比n(Ca):n(Al)=4:1,n(Ca):n(Cl)=10:1,搅拌速度400r/min,反应时间2h的条件下,废水中的Cl-去除率为65.1%,Cl-含量由原来的2500.0mg/L降低到872.6mg/L,且最终的沉淀产物与上层清液分层效果良好。同时通过实验可知,Cl-和CO32-共存的废水中,Cl-去除率随着Cl-初始浓度的增大而减小。二次利用沉淀产物,能够对废水中较低浓度的Cl-进行一定的去除。
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