硅藻土 /纤维素复合助滤剂在微污染原水

时间:2017-7-13 11:44:00 来源:本网 添加人:admin

  土木建筑与环境工程bookmark0硅藻土/纤维素复合助滤剂在微污染原水处理中的应用盛超、李孟、黄凌凤2,章蕾3(1.武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070;2.武汉芳笛环保股份有限公司,3.水利部产品质量标准研究所,杭州310024)究了各种制备条件对助滤剂的影响,并在高岭土悬浊液中对硅藻土、纤维素和硅藻土/纤维素的助滤性能进行了比较,同时研究了硅藻土/纤维素助滤剂对实际微污染水过滤的影响。研究结果表明:复合助滤剂的最佳制备条件为纤硅比0.67,氨水浓度5. 0X10-4mol/L,蒸馏水/纤维素20mL/g,60°C恒温水浴;硅藻土/纤维素复合助滤剂的助滤性能要明显优于硅藻土和纤维素助滤剂;在微污染原水直接过滤过程中,投加硅藻土/纤维素助滤剂可提高各微污染物的去除率,结合微滤膜深度处理工艺,最终出水水质满足生活饮用水卫生标准(GB5749―2006)的要求。

  基金项目:武汉理工大学自主创新研究基金(155206009)现如今微污染水体已越来越多地作为人们生活用水水源之一。在微污染水处理过程中直接过滤是常用的一种水处理工艺,而直接过滤时,滤浆中的颗粒极易形成滤饼堵塞过滤介质的孔道,使过滤的效率降低甚至无法继续进行。为解决这一问题,可在过滤时加入助滤剂以强化过滤过程。理想的助滤剂具有空隙率大,孔隙结构丰富,比表面积大和形状不规则,不可压缩的性质,而且可形成结构疏松几乎不可压缩的滤饼,形成通畅的液体流道,从而减小滤饼的过滤阻力。同时可以阻止悬浮液中小颗粒穿透和堵塞过滤介质,提高过滤速度和滤液的澄清度。助滤剂过滤可滤除滤浆中的固体颗粒及悬浮物,吸附胶体粒子、大部分细菌、病毒及部分有害元素等,其过滤作用主要是对污染物的机械截留作用和吸附作用,将简单的介质表面过滤变为深层过滤,产生较强的净化过滤作用。

  目前常用的助滤剂有硅藻土、纤维素等,但其在实际应用中各有优缺点:硅藻土具有孔隙结构发达、硬度高、稳定性好、化学杂质含量少的特点,但是滤速相对缓慢,堆密度较大,按其质量加入往往达不到预期要求,多加又将使成本上升。纤维素助滤剂在水中带负电荷,吸附阳离子,具有定的吸附性能,所以同时可用作吸附剂,但过滤之后滤液的澄清度不太好。目前对于纤维素和硅藻土的改性研究甚多,方法也多种多样,但同时结合两种以上助滤剂材料来制备复合助滤剂并探讨其性能的研究甚少。

  本研究以纤维素和硅藻土为原料,通过溶胶-凝胶法制备了硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂,并分析了纤硅比(纤维素与硅藻土的质量之比)、氨水浓度、蒸馏水/纤维素、无水乙醇/硅藻土以及水浴温度这5个因素对复合助滤剂的影响,以得到最佳的制备条件,同时在不同进水浊度和不同滤速条件下对硅藻土、纤维素和硅藻土/纤维素复合助滤剂的助滤性能进行了比较,并研究了硅藻土/纤维素复合助滤剂对实际微污染原水过滤效果的影响。

  1材料与方法1.1实验材料和主要仪器本研究所使用的药品主要为微晶纤维素,柱层析;无水乙醇,分析纯;稀硫酸,分析纯;氨水,分析纯;均为国药集团化学试剂有限公司生产;硅藻土,武汉百惠生物科技有限公司提供;蒸馏水,自制。主要仪器为DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器,HACH 2100P高精度便携式浊度仪。

  1.2硅藻土/纤维素助滤剂的制备将微晶纤维素分散于蒸馏水中作有机前驱物,待其完全浸润后抽滤,并用无水乙醇洗涤多次以除去残余水分。将1.0g处理过的纤维素溶于一定量的蒸馏水(1.0g纤维素/30mL蒸馏水)中制得溶液A,向溶液A中逐滴加入1mL的1mol/L的稀硫酸,装入三角烧瓶并置于60°C恒温加热磁力搅拌器内搅拌预水解10min.将1.5g硅藻土与无水乙醇(EtOH)按1.5g硅藻土/20mLEtOH的比例配成溶液B,将溶液B加入溶液A中,恒温搅拌10min后,加入1.8mL的氨水(5X10-4mol/L),反应10min后,降至室温,用磁力搅拌器低速(20r/min)搅拌,持续搅拌24h,制得纤维素/硅藻土溶胶,过滤洗涤去除杂化物,在45C干燥24h,再放入恒温干燥箱105C下继续干燥24h,研磨成粉后即可得到硅藻土/纤维素复合助滤剂。

  分别改变纤硅比、氨水浓度、蒸馏水/纤维素、无水乙醇/硅藻土以及水浴温度,做纤维素含量变化的对照试验,以确定最佳的制备条件,复合助滤剂材料中纤维素含量可由硅藻土的质量增量来求得。助滤剂中硅藻土的增量越高,说明纤维素和硅藻土的复合效果越好,助滤剂的助滤性能就会越好。

  1.3硅藻土/纤维素助滤剂性能的测试500mm的透明有机玻璃柱为模型滤柱。滤柱中填充粒径=0.61.2mm的石英砂滤料,滤层厚H=280mm.采用碌石作为承托层,从上到下粒径逐渐增大,总厚度100 mm.屮甫窳陛3-成揭+,铒钭£2菊裔关§汾14.费3李1 mg皿赞it,伞菡某晌,BB钿关,啦宫1 2.1纶囔Ih/塍wslft窆3a邮鳅羊一一纶民笃纶囔Ih/塍窆型邮3麴聊菊葙Kf由鳅羊>:。,星陆回纶11笃纶囔Ihv+-1B:W伞11(纶囔Ihisps /塍钿)3麴聊。苕一邻,胀纶tto. 5.%.鐾涞slp/塍茸俏fKHslp鐾涞爵屮e冲苕舜爵银nm,SiP鐾涞爵屮黑塍翔畚薛3曲奋油到S汾薛伞ma脔舜3塍斌——,塍翔畚薛笃S1P鐾涞爵3奋油W-裥舳K塍g.塍伞屮薛±浙3诹鹚淳屮伞屮薛3-斟邮伞屮薛I'Bls塍67±邡,塍鹚)□熙此IW3纶囔阡,铒纶囔it3疏W伞11菊葙m85.%. P9丨藻2.1.2掰is关腱娜笃纶囔/塍座窆遭H2掰1S7K/壤塍姗笃纶l+ss聊2.1.3关游砘笃纶囔hf/塍slft%a邮3聊骑葳葳袍——蹑。54居冷窆3油,卅裥聊骑葳葳Kls-e-塍3关澉苕翔渖爵。堆塍3关澉瞄濉绅蹑游砘silM-到ilM-,m浙罢HHK翔渖爵g.0:t笃回居冷鳅羊T<矢澉此翔渖爵3潘办,葙4S骑葳-截葳K茄-e-TK载IP翔渖爵伞m蹑蹑苕1关居冷鳅羊TW.7宫1塍3关澉bpA忠K 3蹑,商塍1瞄伞关澉邡,油关筮进骑漭3pH,铒卅裥抽融关3游砘笃纶囔阡疏3麴聊。

  苕03邻,neKt28s―mol/L3B4裔,渖爵斌粥S淳HH蹑14鳅羊T,苕型7奋谌昧潼3翔渖爵屮塍此纶囔阡)<>桀11战辟3银,纶囔阡疏W伞trR埘26绅塍腾矢游砘3isp<纶囔阡疏由阕萆疏宫;胀关游蹄w4.2X10IS1S1/L纶囔阡疏硅藻土增量百分比/% 3M-、h.苕02却,绅塍掰关/腱3缧宫,塍4mL/gB4,甜囔hfW伞民睬埋:一汗痛93%;腱3关澉卿裥丨陆3关伞,胀掰关/塍、hHH4mL/gB4,掰薛关3漭宫知,)□浙错伞腱关澉,尽腱3关澉、畚IT卅关载3腱伞屮±m;l猫翔,银M-伞屮骑漭,斌谢3-沣画-漭雄到,liHH遴+;fi陆谢紫,辫f;胀掰薛关/腱睬埋40mL/g尽,腱4SC决伞关澉,斌谢3-银甜泔画-漭雄到3遴塍W谢紫,ITffi囔阡辫f;胀掰薛关/腱M-HH40mL/gB4,斌谢3-aTKK败,郭1¥7翔咏畚3游砘,M、>±截葳钿邝,/A到4PETERSON余健,曾光明,谢水波,等。投加助滤剂改善常规过滤的尤兆玮,孙昕。精细过滤及硅藻土助滤剂的应用。过徐亚斌,吴纯德,王林,等。硅藻土强化混凝去除微污染原水中的有机物。环境工程学报,2012,6(11):3919-1922.聂水源,吕小梅,李继,等。纤维与石英砂过滤技术的比较研究。环境工程学报,2012,6(1):141-145.莫尊理,赵仲丽,陈红,等。纳米SfO/纤维素复合材料的非均相制备及其性能。复合材料学报,2008,25(4)24-28高洁,汤烈责。纤维素科学。北京:科学出版社,1999:42-44(编辑胡玲)

暂时没有留言

我要留言
看不清楚,换一个
精彩推荐

混凝沉淀一微滤一纳滤组合工艺处理小吨位分…

活性无烟煤/滤砂双滤料处理微污染原水

硅藻土 /纤维素复合助滤剂在微污染原水

发泡涂层对PPS滤料表面性能的影响

本周资讯排行榜

1混凝沉淀一微滤一纳滤组合工艺处理小吨位分散型气田废水

2活性无烟煤/滤砂双滤料处理微污染原水

3硅藻土 /纤维素复合助滤剂在微污染原水

4发泡涂层对PPS滤料表面性能的影响

更多>>视频分享