高、低盐基度聚合硫酸铁对黄河水的处理效果
聚合硫酸铁是一种应用广泛的净水剂,在选择聚合硫酸铁时,要注意其盐基度,盐基度是净水剂的重要检测指标,又称碱化度,表达的是聚合物中羟基离子(OH)相对于金属离子的饱和程度和存在状态,并间接反映其共聚合程度。聚合硫酸铁理论上盐基度≤20%,生产目标要求盐基度一般为9%~14%,盐基度低于9%时在原料要求和制取工艺成本上要相对增高。高、低两种盐基度铁盐主要参数比较如表1。
低盐基度铁盐比高盐基度铁盐含铁离子量少,其1%原液盐基度低的铁盐pH值要低一些,都在3.0以下,溶液具有强腐蚀性。
淄博市某水厂用聚合硫酸铁净化黄河水,由于黄河水一年四季水质较不稳定,浊度、藻类、有机物等因素对混凝影响很大,有时在工艺上难免会出现沉降比突然减小、沉降物分散下降慢等难以处理的问题,从而导致澄清池出水浊度太高,严重影响了出厂水质。我们对高、低两种盐基度聚合硫酸铁进行黄河水净化处理实验,发现,在工艺上改投低盐基度的聚合硫酸铁处理黄河水,,总出水各项指标均达到了国家饮用水规范标准,为公司正常、稳定、持续地供水提供了保证。
1高、低盐基度聚合硫酸铁实验室烧杯试验
搅拌参数设定:(1)搅拌速度240r/min,搅拌时间5min;(2)搅拌速度70r/min,搅拌时间10min;(3)沉降时间均为15min。聚合硫酸铁指标如表2。
1.1同一温度和独度,不同加药量情况下原水混凝后剩余浊度比较
1.2温度和加药量相同,浊度不同的情况下混凝后剩余浊度比较
1.3温度、浊度、加药量不同的情况下原水混凝后剩余浊度比较
A、原水来源:黄河水;原水温度:21.7℃;原水浊.度;18.2NTU。
B、原水米源:黄河水;原水温度:12.5℃;原水浊度:59NTU。试验结果见表3。
C、对低温低浊水的处理:
试验结果见表4。
原水来源:黄河水;原水温度:39℃;原水浊度:10.4NTU。
现象及结论:不同温度、不同浊度、不同来水的各种情况下,混凝参数如搅拌速度.搅拌时间、沉淀时间等保持一-致,经过一年米多次混凝试验的结果比较,低盐基度铁盐一直比高盐基度铁盐混凝效果好,所形成的混凝矾花颗粒大、颗粒沉降速度快、浊度低,而高盐基度铁盐所形成的混凝矾花颗粒分散,沉降相对较慢,比低盐基度铁盐混凝效果略差,浊度要相对高一些。烧杯混凝试验浊度值要比生产上混凝浊度值相对大一些,这与两者混凝的条件不同有关,但两者试验的结论是一致的。
2两种盐基度铁盐在净水工艺中的比较
2.1对净水构筑物着色比较
聚合硫酸铁由于其盐基度的高低不同,水解能力也不一-样。盐基度越高.水解能力越强,溶解性Fe3+就越多。Fe3+是有颜色的.使用的铁盐盐基度越高,Fe3+对澄清池、滤池等构筑物造成的着色就越明显。原来利用高盐基度铁盐处理黄河水,澄清池、滤池等构筑物的染色情况比较严重,如不及时擦洗构筑物池壁上的附着色,有碍瞻观。如用草酸清洗池壁上的着色,草酸不光气味不好,对池壁有腐蚀性,而且它还是一种有机污染物,长期使用草酸清洗池壁,工作量大、难度大,对水质也有不利影响。现在利用低盐基度铁盐处理黄河原水,池壁附着的红褐色程度要轻得多,减少了滤池等构筑物清洗次数,减少了利用草酸带来的有机污染和对构筑物的腐蚀,节约了时间,提高了工作效率。
2.2两种盐基度铁盐对净水构筑物金属腐蚀情况比较
由于制取低盐基度铁盐在生产工艺上要求增加硫酸的用量,这就增加了铁盐中的酸含量,也加重了对净水工艺上所涉及的金属部件的腐蚀程度,从而增加了设备的维修维护次数。但从使用低盐基度铁盐以来,通过观察金属设备的腐蚀情况,发现并没有明显的加剧,净化出水的pH值一直比较稳定,说明低盐基度铁盐在酸度上虽是增强了,但在所净化水的pH值上没有明显的变化。表5中记录了半年多来的观察和统计数据,出水pH值一直稳定在7.90~8.15之间。
2.3低盐基度铁盐比高盐基度铁盐在药液投加上更方便
高盐基度铁盐由于水解能力强,如配成低于8%浓度溶液的话,水解就很严重,大大影响铁盐在工艺的混凝效果,而原液不小于8%浓度时不利于用泵输出(因为工艺加药量太小,泵在小量程范围内对量的输出变化调整很难准确掌握)。而低盐基度铁盐水解要相对弱一些,可以配成如5%甚至更低浓度的原液,用泵输送时量程调整比较方便。
3两种盐基度成本比较
低盐基度铁盐在原料成本上要比高盐基度铁盐每吨高15元左右,但在实际净水工艺上低盐基度铁盐用药量要少得多。低盐基度铁盐一年四季无论水质如何变化加药量很少大于20.0mg/L,大多情况都在8.0-20.0mg/L之间,故在制水成本核算上总体而.言两者相差无几。
4结论
4.1在混凝试验和生产工艺上,对于处理低于120NTU的黄河原水,低盐基度铁盐混凝效果和处理情况要比高盐基度铁盐好。
4.2低盐基度铁盐比高盐基度铁盐对净水构筑物所造成的附着色污染程度要轻得多。
4.3低盐基度铁盐相比高盐基度铁盐在对金属设备:腐蚀方面没有明显的加剧。
4.4低盐基度铁盐比高盐基度铁盐在制水成本上相差无几,在制取工艺上没有增加更多的步骤,在原液使用上更趋于方便。
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