CN114590877B - 一种高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法及其在水处理中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法及其在水处理中的应用,首先将海藻酸钠改性制备海藻酸钠基阳离子型絮凝剂,再利用碳酸钠和氯化铁制备聚合氯化铁溶液,然后将聚合氯化铁溶液与海藻酸钠基阳离子型絮凝剂依次加入到待处理水中进行联合使用构建高效去除溴酸盐的复配混凝系统。本发明的复配混凝系统,强化传统混凝过程对溴酸根的去除效率,拓宽了混凝技术在离子态污染水体中的应用,同时可以降低无机混凝剂投加量,减少化学污泥产生量,提高自然沉降速率,混凝沉淀时间可节省约30%,有效降低了水处理成本。
Description
技术领域
本发明属于环境化学水处理剂技术领域,具体涉及一种高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法及其在水处理中的应用。
背景技术
目前我国诸多地区饮用水水源和地表景观水体被检测出溴酸盐污染,而当地工业废水和油田含盐水的排放是促成高溴水源水体的重要诱因。溴酸根是国际公认的2B级致癌物,我国明确规定饮用水中的溴酸根含量不得高于10μg/L。溴代消毒副产物种类复杂,已被证明具有“三致”毒性效应,且其健康风险远高于氯代消毒副产物。
混凝沉降法是国内外水与废水处理中一种广泛使用的工艺,对不同性质的有机物普遍可以达到良好的去除效果。目前广泛使用的化学药剂主要包括聚合态无机混凝剂和阳离子型高分子有机絮凝剂。聚合态无机混凝剂主要用于去除胶态污染物和颗粒物,结合溴酸钠等离子态污染物的能力有限。阳离子型高分子有机絮凝剂可以通过支链的功能基团吸附桥连阴性离子或基团,并接枝胶态污染物进一步脱稳、团聚。基于此,通过构建复配混凝系统,利用阳离子型有机絮凝剂支链的功能基团来吸附、结合溴酸钠,并利用无机混凝剂将“有机絮凝剂-溴酸钠结合体”整体脱稳并去除,可以保证溴酸钠去除效果,降低混凝沉淀时间和水处理成本。
海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物,含有羟基、羧基等基团,可作为一种优越的改性高聚物原材料。海藻酸钠基改性材料目前被广泛应用在胶凝材料制品中,在水处理的应用中相对较少。
中国专利文献CN105772038B、CN105772037B、CN105152258B、CN103466742B、N103263887B、CN102276088B分别公开了通过光催化、吸附、电解去除水中溴酸盐的相关技术方案,中国专利文献CN102303916B、CN103214119B分别公开了采用三氧化铁、聚合氯化铝和三氧化铁混凝去除水体中溴酸盐。但仅利用无机盐混凝剂进行水处理,受pH、离子强度等水环境的影响较大,混凝效率不稳定,药剂成本较高。经检索,有机絮凝剂与金属盐混凝剂复配混凝强化去除溴酸盐的应用尚未见相关文献报道。
发明内容
为了解决现有混凝系统去除溴酸盐水质波动、效果不稳定等弊端,本发明提供了一种高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法及其在水处理中的应用,该复配混凝系统能够实现强化去除污水中的溴酸盐污染物,同时能够有效保证絮体沉降性能和降低运行成本。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案,一种高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法,其特征在于具体过程为:首先将海藻酸钠改性制备海藻酸钠基阳离子型絮凝剂,再利用碳酸钠和氯化铁制备聚合氯化铁溶液,然后将聚合氯化铁溶液与海藻酸钠基阳离子型絮凝剂依次加入到待处理水中进行联合使用构建高效去除溴酸盐的复配混凝系统。
本发明所述的高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法,其具体步骤为:
步骤S1:海藻酸钠基阳离子型絮凝剂(CSA)的制备
将海藻酸钠粉末溶于蒸馏水中,其中海藻酸钠粉末与去离子水的配比为1g:(50~100)ml,再倒入水浴反应器中并持续搅拌,保持温度50~70℃,通氮气15min,然后向反应器中加入过硫酸钾粉末,其中海藻酸钠与过硫酸钾的质量比为1:(0.03~0.05),期间保持通氮气,称取丙烯酰胺固体并加入二甲基二烯丙基氯化铵制成混合液,其中丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵配比为1g:(1~2.0)ml,逐滴向反应器中加入丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵的混合液,其中海藻酸钠与丙烯酰胺的质量比为1:(2~4),随后密封反应器,持续搅拌反应2~5h,反应结束将所得产品冷却至室温,加入丙酮析出反应产物,真空抽滤,取滤渣真空干燥2~5h,干燥温度设置为40~60℃,即得到海藻酸钠基阳离子型絮凝剂;
步骤S2:聚合氯化铁(PFC)溶液的制备
称取无水Na2CO3粉末和FeC13·6H2O固体分别溶解于蒸馏水中,向氯化铁溶液中逐滴加入碳酸钠溶液,控制碱化度OH-:Fe3+的摩尔比为(0.25~1.0):1,待泡沫完全消失后加入稳定剂Na2HPO4·12H2O粉末,控制磷:铁元素的摩尔比为(0.06~0.10):1,搅拌至固体完全溶解后,在室温下连续搅拌2~4h至混合均匀,加水稀释并定容得到聚合氯化铁溶液;
步骤S3:聚合氯化铁-海藻酸钠基阳离子型絮凝剂复配混凝系统的构建
在水处理混凝过程中,先将步骤S2得到的聚合氯化铁溶液加入待处理水中以100~250rpm转速搅拌处理15~90s,再加入步骤S1得到的海藻酸钠基阳离子型絮凝剂继续以100~250rpm转速快搅处理30~90s,随后以20~50rpm转速慢搅处理5~20min,最后沉淀10~40min,聚合氯化铁的加药量以铁离子的质量计10~50mg/L水,海藻酸钠基阳离子型絮凝剂的加药量以絮凝剂的质量计0.5~2.5mg/L水。
进一步限定,步骤S1中所述海藻酸钠粉末与去离子水的配比为1g:75ml,海藻酸钠与过硫酸钾的质量比为1:0.04,丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵的配比为1g:1ml,海藻酸钠与丙烯酰胺的质量比为1:2,反应温度为60℃,密封反应器后反应时间为3~4h,海藻酸钠粉末与丙酮的配比为1g:(50~75)ml,真空干燥温度为50℃,干燥时间为3~4h。
进一步限定,步骤S2中所述碱化度OH-:Fe3+的摩尔比为0.5:1,磷:铁元素的摩尔比为0.08:1,室温下连续搅拌3h。
进一步限定,步骤S3中所述聚合氯化铁溶液加入待处理水中以200rpm转速搅拌处理30~60s,海藻酸钠基阳离子型絮凝剂加入待处理水中以200rpm转速快搅处理45~75s,随后以30rpm转速慢搅处理10~16min,最后沉淀10~25min,聚合氯化铁的加药量以铁离子的质量计25~40mg/L水,海藻酸钠基阳离子型絮凝剂的加药量以絮凝剂的质量计0.5~1.5mg/L水。
本发明所述的高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法,其具体步骤为:
步骤S1:海藻酸钠基阳离子型絮凝剂的制备
将海藻酸钠1.0g加入去离子水50ml中,倒入水浴反应器中并持续搅拌,保持温度60℃,通氮气15min,向反应器中加入0.04g过硫酸钾粉末,期间保持通氮气,以200rpm的速度搅拌反应10min;将2.0g丙烯酰胺溶解于2ml二甲基二烯丙基氯化铵溶液中制成混合液,逐滴向反应器中加入丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵的混合液,随后密封反应器,继续搅拌反应3h,温度维持在60℃;反应结束后冷却至室温,加入50~75ml丙酮析出反应产物,加压0.015MPa真空抽滤,取滤渣干燥3h,即得到海藻酸钠基阳离子型絮凝剂;
步骤S2:聚合氯化铁溶液的制备
称取19.33g FeC13·6H2O固体溶解于去离子水中,逐滴加入含有2.41g Na2CO3的Na2CO3溶液,控制碱化度OH-:Fe3+的摩尔比为0.5:1,待泡沫完全消失后加入2.56g稳定剂Na2HPO4·12H2O粉末,控制磷:铁元素的摩尔比为0.08:1,搅拌至固体完全溶解后,在室温下连续搅拌3h后至混合均匀,加水稀释并定容至500ml得到聚合氯化铁溶液;
步骤S3:聚合氯化铁-海藻酸钠基阳离子型絮凝剂复配混凝系统的构建
在水处理混凝过程中,先将聚合氯化铁溶液加入待处理水中以200rpm转速搅拌处理30~60s,再加入海藻酸钠基阳离子型絮凝剂继续以200rpm转速快搅处理45~75s,随后以30rpm转速慢搅处理10~16min,最后沉淀10~25min,聚合氯化铁的加药量以铁离子的质量计25~40mg/L水,海藻酸钠基阳离子型絮凝剂的加药量以絮凝剂的质量计0.5~1.5mg/L水。
本发明所述的高效去除溴酸盐的复配混凝系统的在水处理中的应用,其特征在于具体过程为:按照聚合氯化铁、海藻酸钠基阳离子型絮凝剂间隔30~60s并依次投加到待处理水中,能够实现对待处理水中溴酸根的强化去除,适用于给水、市政污水、工业废水处理领域。经处理模拟溴酸根-腐殖酸水样实验测试,本发明的复配混凝系统相较于传统混凝系统,有机物去除率提高6-15%,溴酸根的去除率最高提高50%以上,混凝沉淀时间可节省约30%。且对不同酸碱度条件下的水样以及其它多种水样,均具有良好的混凝效果。
本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果:
1.本发明的复配混凝系统,强化传统混凝过程对溴酸根的去除效率,拓宽了混凝技术在离子态污染水体中的应用。
2.本发明的复配混凝系统,可以降低无机混凝剂投加量,减少化学污泥产生量,提高自然沉降速率,混凝沉淀时间可节省约30%,有效降低了水处理成本。
3.本发明的复配混凝系统使用简单,无需改变或增加絮凝池构造或设备,且相较于传统混凝系统,有机物去除率提高6%-15%,溴酸根的去除率最高提高50%以上,对不同酸碱度条件下的水样以及其他多种水样,均具有良好的混凝效果。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明,但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1:不同快搅时间的复配混凝系统的构建
步骤S1:海藻酸钠基阳离子型絮凝剂(CSA)的制备
将海藻酸钠1.0g加入去离子水50ml中,倒入水浴反应器中并持续搅拌,保持温度60℃,通氮气15min;向反应器中加入0.04g过硫酸钾粉末,期间保持通氮气,以200rpm的速度搅拌反应10min;将2.0g丙烯酰胺溶解于2ml二甲基二烯丙基氯化铵溶液中制成混合液,逐滴向反应器中加入丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵的混合液,随后密封反应器,继续搅拌反应3h,温度维持在60℃;反应结束后,冷却至室温,加入50~75ml丙酮析出反应产物,加压0.015MPa真空抽滤,取滤渣干燥3h,即得到海藻酸钠基阳离子型絮凝剂。
步骤S2:聚合氯化铁(PFC)溶液的制备
称取19.33g的FeC13·6H2O固体并溶解于去离子水中,逐滴加入含有2.41g Na2CO3的Na2CO3溶液,控制碱化度OH-:Fe3+的摩尔比为0.5:1,待泡沫完全消失后加入2.56g的稳定剂Na2HPO4·12H2O粉末,控制磷:铁元素的摩尔比为0.08:1,搅拌至固体完全溶解后,在室温下继续连续搅拌3h后至混合均匀,加水稀释并定容至500ml得到聚合氯化铁溶液。
步骤S3:聚合氯化铁-海藻酸钠基阳离子型絮凝剂复配混凝系统的构建
在水处理混凝过程中,先将得到的PFC加入待处理水中以200rpm转速搅拌处理40s,再加入CAS继续以200rpm转速快搅处理,控制快搅时间为45s、60s、75s、90s,随后以30rpm转速慢搅处理14min,最后沉淀15min,PFC加药量以铁离子的质量计30mg/L水,CSA加药量以聚合物的质量计1.0mg/L水。
实施例2:不同药剂投加顺序的复配混凝系统的构建
与实施例1所述相同,所不同的是固定快搅时间为60s,步骤S3中投加顺序设置为先投加PFC后投加CAS,以及先投加CAS后投加PFC,即构建不同药剂投加方式的复配混凝系统。
实施例3:不同慢搅时间的复配混凝系统的构建
与实施例2所述相同,所不同的是固定投加设置为先投加PFC后投加CAS,步骤S3中慢搅时间为10min、12min、14min、16min,即构建不同慢搅时间的复配混凝系统。
实施例4:不同沉淀时间的复配混凝系统的构建
与实施例3所述相同,所不同的是固定慢搅时间为14min,步骤S3中沉淀时间为10min、15min、20min、25min,即构建不同沉淀时间的复配混凝系统。
实施例5:不同PFC加药量的复配混凝系统的构建
与实施例4所述相同,所不同的是沉淀时间控制为15min,步骤S3中PFC加药量(以铁质量计)为25mg/L、30mg/L、35mg/L、40mg/L,即构建不同PFC加药量的复配混凝系统。
实施例6:不同CAS加药量的复配混凝系统的构建
与实施例5所述相同,所不同的是PFC加药量固定为35mg/L,步骤S3中CAS加药量为0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L,即构建不同CAS加药量的无机-有机复配混凝系统。
应用试验:
模拟溴酸根-腐殖酸水样的制备:称取1g腐殖酸,以少量去离子水调和,并加入一定量的NaOH调节溶液pH促进溶解,磁力搅拌0.5h后定容到1L,配制成1g/L的模拟水样贮备液。秤取1g高岭土,加入适量去离子水溶解,磁力搅拌0.5h后倒入1L的量筒中定容至1L,静置0.5h后,吸取上层500ml即为实验所用高岭土悬浊液。称取1.1876g的NaBrO3,加入去离子水溶解并定容至1L,配制成NaBrO3贮备液。混凝实验时,以自来水水调和,配成浓度为100mg/L腐殖酸模拟水样1L,利用高岭土悬浊液调节原水浊度,加入1ml的NaBrO3贮备液搅拌至混合均匀,得到模拟溴酸根-腐殖酸水样。原水水质情况如下:pH值为8.0±0.1,浊度为15±0.5NTU,溶解性有机物浓度(DOC)为40±3mg/L,BrO3 -浓度为0.1mg/L。
在以下应用实例中均使用上述水样。
应用实施例1:将上述实施例1不同快搅时间的复配混凝系统应用方法应用于模拟溴酸根-腐殖酸水样的处理,处理效果列于下表1。
表1模拟溴酸根-腐殖酸水样的混凝去除效果(%)
快搅过程可以加速PFC和CAS在水中的分散,促进其与有机物、颗粒物及溴酸根的充分混合,快搅时间过长会使得已经成型的絮体被二次破碎,降低混凝效果。经对比,优选快搅时间为60s。
应用实施例2:将上述实施例2不同药剂投加顺序的复配混凝系统应用方法应用于模拟溴酸根-腐殖酸水样的处理,处理效果列于下表2。
表2模拟溴酸根-腐殖酸水样的混凝去除效果(%)
不同药剂投加方式会影响CAS与溴酸根及有机污染物的结合方式,其中先投加CAS后投加PFC,更有利于CAS的阳离子基团吸附溴酸根离子,从而提高BrO3 -去除率。先投加PFC后投加CAS可以促使CAS的阳离子基团结合更多的阴离子型有机污染物,因此DOC和浊度的去除率更好。考虑到先投加CAS后投加PFC方式下,BrO3 -去除率变化不明显,但浊度和DOC去除率更高,优选先投加PFC后投加CAS的投加顺序。
应用实施例3:将上述实施例3不同慢搅时间的复配混凝系统应用方法应用于模拟溴酸根-腐殖酸水样的处理,处理效果列于下表3。
表3模拟溴酸根-腐殖酸水样的混凝去除效果(%)
从上表可以看出,慢搅时间对浊度、DOC、BrO3 -去除率均有一定影响,慢搅时间较短,絮体生成过程不彻底,混凝效率较低。但当慢搅时间超过14min后,去除率不再明显增加,故优先慢搅时间为14min。
应用实施例4:将上述实施例4不同沉淀时间的复配混凝系统应用方法应用于模拟溴酸根-腐殖酸水样的处理,处理效果列于下表4。
表4模拟溴酸根-腐殖酸水样的混凝去除效果(%)
从上表可以看出,沉淀时间对浊度去除率和DOC去除率的影响较大,当沉淀时间过短时,絮体不能完全沉降,导致上清液浑浊,从而影响去除效果。当沉淀时间超过15min后,去除效果变化不明显,因此沉淀时间优选为15min。
应用实施例5:将上述实施例5不同PFC加药量的复配混凝系统应用于模拟溴酸根-腐殖酸水样的处理,处理效果列于下表5。
表5模拟溴酸根-腐殖酸水样的混凝去除效果(%)
当PFC加药量较低时,生成絮体体积较小,不宜沉降,无法完全团聚“CAS-溴酸根-有机污染物”结合体,使得浊度、DOC、BrO3 -去除率较低。当PFC投加量继续增加到35mg/L后,去除率的提升作用不明显,并且出现反混现象。因此PFC加药量优选为30mg/L。
应用实施例6:将上述实施例6不同CAS加药量的复配混凝系统应用方法应用于模拟溴酸根-腐殖酸水样的处理,处理效果列于下表6。
表6模拟溴酸根-腐殖酸水样的混凝去除效果(%)
当CAS加药量较低时,絮体的zeta电位仍小于0mV,絮体不宜团聚沉降,因此浊度、DOC、BrO3 -去除率较低。当CAS投加量大于1.0mg/L时,CAS本身也是一种有机物,会影响DOC的去除率,且BrO3 -去除率提升不明显。因此CAS加药量优选为1.0mg/L。
应用实施例7:将以上实施例1优选后的复配混凝系统,即快搅时间为60s,应用于不同pH值的模拟溴酸根-腐殖酸水样处理,并与仅投加PFC的混凝效果进行对比,结果列于下表7。
表7不同pH条件下混凝去除效果(%)
从上表可看,在pH范围5-10之间,仅投加PFC的混凝效果受pH的影响较大。而先投加CAS后投加PFC的复配混凝系统,可以减弱pH对混凝效果的影响,显著提升在过酸、过碱情况下的去除效率,这也在一定程度上扩大了无机-有机复配混凝的应用范围。
应用实施例8:将以上实施例1优选后的复配混凝系统,即快搅时间为60s,应用于模拟溴酸根-腐殖酸水样处理,并与仅投加PFC的混凝效果进行对比。不同沉淀时间条件下的结果列于下表8。
表8不同沉淀时间条件下混凝去除效果(%)
从上表可知,先投加CAS后投加PFC方式下混凝出水形成的絮体沉降速度较快,在10min时,浊度和DOC的去除率已趋于稳定。但对PFC来说,平衡时间明显增长,20min以上仍不能保证絮体的有效沉降。相对较短的沉淀时间,可以有效降低沉淀池的容积,降低基建成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理,主要特征和优点,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。
Claims (7)
1.一种高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法,其特征在于具体过程为:首先将海藻酸钠改性制备海藻酸钠基阳离子型絮凝剂,再利用碳酸钠和氯化铁制备聚合氯化铁溶液,然后将聚合氯化铁溶液与海藻酸钠基阳离子型絮凝剂依次加入到待处理水中进行联合使用构建高效去除溴酸盐的复配混凝系统。
2.根据权利要求1所述的高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法,其特征在于具体步骤为:
步骤S1:海藻酸钠基阳离子型絮凝剂的制备
将海藻酸钠粉末溶于蒸馏水中,其中海藻酸钠粉末与去离子水的配比为1g:(50~100)ml,再倒入水浴反应器中并持续搅拌,保持温度50~70℃,通氮气15min,然后向反应器中加入过硫酸钾粉末,其中海藻酸钠与过硫酸钾的质量比为1:(0.03~0.05),期间保持通氮气,称取丙烯酰胺固体并加入二甲基二烯丙基氯化铵制成混合液,其中丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵配比为1g:(1~2.0)ml,逐滴向反应器中加入丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵的混合液,其中海藻酸钠与丙烯酰胺的质量比为1:(2~4),随后密封反应器,持续搅拌反应2~5h,反应结束将所得产品冷却至室温,加入丙酮析出反应产物,真空抽滤,取滤渣真空干燥2~5h,干燥温度设置为40~60℃,即得到海藻酸钠基阳离子型絮凝剂;
步骤S2:聚合氯化铁溶液的制备
称取无水Na2CO3粉末和FeC13•6H2O固体分别溶解于蒸馏水中,向氯化铁溶液中逐滴加入碳酸钠溶液,控制碱化度OH-:Fe3+的摩尔比为(0.25~1.0):1,待泡沫完全消失后加入稳定剂Na2HPO4•12H2O粉末,控制磷:铁元素的摩尔比为(0.06~0.10):1,搅拌至固体完全溶解后,在室温下连续搅拌2~4h至混合均匀,加水稀释并定容得到聚合氯化铁溶液;
步骤S3:聚合氯化铁-海藻酸钠基阳离子型絮凝剂复配混凝系统的构建
在水处理混凝过程中,先将步骤S2得到的聚合氯化铁溶液加入待处理水中以100~250rpm转速搅拌处理15~90s,再加入步骤S1得到的海藻酸钠基阳离子型絮凝剂继续以100~250rpm转速快搅处理30~90s,随后以20~50rpm转速慢搅处理5~20min,最后沉淀10~40min,聚合氯化铁的加药量以铁离子的质量计10~50mg/L水,海藻酸钠基阳离子型絮凝剂的加药量以絮凝剂的质量计0.5~2.5mg/L水。
3.根据权利要求2所述的高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法,其特征在于:步骤S1中所述海藻酸钠粉末与去离子水的配比为1g:75ml,海藻酸钠与过硫酸钾的质量比为1:0.04,丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵的配比为1g:1ml,海藻酸钠与丙烯酰胺的质量比为1:2,反应温度为60℃,密封反应器后反应时间为3~4h,海藻酸钠粉末与丙酮的配比为1g:(50~75)ml,真空干燥温度为50℃,干燥时间为3~4h。
4.根据权利要求2所述的高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法,其特征在于:步骤S2中所述碱化度OH-:Fe3+的摩尔比为0.5:1,磷:铁元素的摩尔比为0.08:1,室温下连续搅拌3h。
5.根据权利要求2所述的高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法,其特征在于:步骤S3中所述聚合氯化铁溶液加入待处理水中以200rpm转速搅拌处理30~60s,海藻酸钠基阳离子型絮凝剂加入待处理水中以200rpm转速快搅处理45~75s,随后以30rpm转速慢搅处理10~16min,最后沉淀10~25min,聚合氯化铁的加药量以铁离子的质量计25~40mg/L水,海藻酸钠基阳离子型絮凝剂的加药量以絮凝剂的质量计0.5~1.5mg/L水。
6.根据权利要求1所述的高效去除溴酸盐的复配混凝系统的构建方法,其特征在于具体步骤为:
步骤S1:海藻酸钠基阳离子型絮凝剂的制备
将海藻酸钠1.0g加入去离子水50ml中,倒入水浴反应器中并持续搅拌,保持温度60℃,通氮气15min,向反应器中加入0.04g过硫酸钾粉末,期间保持通氮气,以200rpm的速度搅拌反应10min;将2.0g丙烯酰胺溶解于2ml二甲基二烯丙基氯化铵溶液中制成混合液,逐滴向反应器中加入丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵的混合液,随后密封反应器,继续搅拌反应3h,温度维持在60℃;反应结束后冷却至室温,加入50~75ml丙酮析出反应产物,加压0.015MPa真空抽滤,取滤渣干燥3h,即得到海藻酸钠基阳离子型絮凝剂;
步骤S2:聚合氯化铁溶液的制备
称取19.33g FeC13•6H2O固体溶解于去离子水中,逐滴加入含有2.41g Na2CO3的Na2CO3溶液,控制碱化度OH-:Fe3+的摩尔比为0.5:1,待泡沫完全消失后加入2.56g稳定剂Na2HPO4•12H2O粉末,控制磷:铁元素的摩尔比为0.08:1,搅拌至固体完全溶解后,在室温下连续搅拌3h后至混合均匀,加水稀释并定容至500ml得到聚合氯化铁溶液;
步骤S3:聚合氯化铁-海藻酸钠基阳离子型絮凝剂复配混凝系统的构建
在水处理混凝过程中,先将聚合氯化铁溶液加入待处理水中以200rpm转速搅拌处理30~60s,再加入海藻酸钠基阳离子型絮凝剂继续以200rpm转速快搅处理45~75s,随后以30rpm转速慢搅处理10~16min,最后沉淀10~25min,聚合氯化铁的加药量以铁离子的质量计25~40mg/L水,海藻酸钠基阳离子型絮凝剂的加药量以絮凝剂的质量计0.5~1.5mg/L水。
7.一种权利要求1-6中任意一项所述的方法构建的高效去除溴酸盐的复配混凝系统的在水处理中的应用,其特征在于具体过程为:按照聚合氯化铁、海藻酸钠基阳离子型絮凝剂间隔30~60s并依次投加到待处理水中,能够实现对待处理水中溴酸根的强化去除,适用于给水、市政污水、工业废水处理领域。
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