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磁场对聚合氯化铝混凝效果的影响

发布时间:2020-06-24     浏览次数:

聚合氯化铝混凝沉淀处理是水处理的关键环节,它直接影响后续处理工艺的工况、出水水质和处理成本,而混凝技术是影响絮凝沉淀处理方法的重要因素,因此开发质优价廉、无毒高效的混凝剂和对现有混凝技术加以改进一直是水处理领域研究的热点。

磁场会对许多物质的物理化学性质产生一定的影响,目前各领域均有研究及应用,磁场究竞对水的结构产生如何的作用目前尚无定论。有关实验表明,水可以依靠氢键的作用形成较长的缔合分子,在磁场的作用下,它被截断为较短的缔合水分子,从而使水的活性增加。而且水的表面张力也较磁化前增加,溶解度也会增加。鉴于此,波涛聚合氯化铝厂的项目组在实验室进行了磁化混凝研究。现将实验结果分析如下:

一、试验方法

为了考察磁场对聚合氯化铝混凝效果的影响,实验通过磁化处理水样、延长磁化时间;磁化溶解聚合氯化铝的水溶液、磁化聚合氯化铝溶液4种方式来进行。混凝方法:将装有1000mL实验水样的烧杯置于六联混凝搅拌器上,加入预先设计好的投药量,设置转速300r·min-1快搅1min,100r·min-1搅拌10min、 30r·min-1搅拌10min,静置10min后,取上清液进行分析。

二、结果与讨论

1、磁化处理水样

将处理水样分为两组,一组水样不进行磁化,直接进行混凝实验;另一组水样放于电磁装置中,在磁场强度为800高斯的磁场中磁化4min后,放于混凝实验搅拌仪上,分别加药0.5ml、1ml、1.5ml、2ml、2.5ml、 3ml、3.5ml进行实验,待静置完毕后取上清液分析。试验结果如图1所示。

图1磁化对投药量的影响

由图1可以看出,当投药量较小时,磁化水与非磁化水的剩余浊度随投药量的增加而降低,之后二者的出水浊度随投药量的增加反而升高。当投药量为1ml时,磁化水剩余浊达到最低点,当投药量为2ml时,非磁化水剩余浊达到最低点,且前者比后者浊度低。其原因可能是:水受到磁场的作用,分子键断裂,胶体物质增加,胶体物质吸附离子带电进而引起电导增加。而混凝主要是去除胶体物质,磁处理能增加水中的胶体物质从而能增加混凝除浊效果。所以磁化水出水浊度低于非磁化水。以上分析说明磁化不仅可以提高出水水质,还可以降低投药量。

2、延长磁化时间

将处理水样放于电磁装置中,在磁场强度为800高斯的磁场中分别磁化1min、2min、4min、6min、8min、10min、12min后,放于混凝搅拌机上,加药进行混凝实验,待静置完毕后取上清液分析。试验结果如图2所示。

图2磁化时间对混凝效果

由图2可以看出,出水浊度随着磁化时间的延长呈现先下降后上升的趋势,并在4min达到最小值。其原因可能是水样中的粒子受到磁场力的作用,形成结构松散、形状较大的聚合体,这种聚合体在混凝剂的作用下,能够形成更大的絮体而快速下沉,使出水浊度降低。随着磁化时间的延长,水中含有的悬浮物和其它粒子在强磁场作用下,会产生磁能共振,磁能共振的能量会将水中微粒的分子键打断和重新排列而改变物质的物化性能。悬浮物和其它粒子由于键断裂,形成了较多胶体物质,胶体能产生Tyndall效应,使散射光增加,透射光减少,浊度增加。所以出水浊度随着磁化时间的延长呈现先下降后上升的趋势。

3、磁化溶解混凝剂的水溶液

将蒸馏水放于800高斯电磁装置中,磁化时间1min、2min、3min、4min、5min、6min、8min、10min、12min后,移取50ml溶解聚合氯化铝,待完全溶解后,移取2ml加入处理水样进行混凝试验,待静置完毕后取上清液分析。实验结果如图3所示。

图3磁化时间对溶解PAC水溶液的影响

由图3可以看出,出水浊度随着磁化时间的延长呈现下降趋势,当磁化时间达到6min之后出水浊度变化不明显。原因可能是:以磁化水为溶剂配制聚合氯化铝的聚合形态发生了改变,其中Alc的含量减少,Ala、Alb的含量均有所增加,而聚合氯化铝中Alb含量的增加有利于絮凝剂絮凝性能的提高。随着时间的延长,聚合氯化铝中Alb含量的增加,有利于絮凝沉淀的形成,因此出水浊度随着磁化时间的延长呈下降趋势并逐渐趋于稳定。

4、磁化混凝剂溶液

将聚合氯化铝溶液置于800高斯电磁装置中,磁化1min、2min、3min、4min、5min、6min、8min、10min、12min后,移取2ml,加入处理水样进行混凝实验,待静置完毕后取上清液分析。实验结果如图4所示。

图4磁化时间对PAC溶液的影响

由图4可以看出,出水浊度随着磁化时间的延长呈现先下降后波浪型上升趋势。这说明磁化对液体聚合氯化铝的混凝效果有一定正面的影响。

三、结论

1、在投药量相同的情况下,磁化水的处理效果要好于非磁化水。说明磁化不仅可以提高出水水质,还可以降低投药量。

2、在给定磁场下,磁化处理水样和聚合氯化铝溶液的出水浊度随磁化时间的增加呈现先下降再上升的趋势。

3、磁化溶解聚合氯化铝的水溶液的出水浊度随磁化时间的增加逐渐减小。从磁化溶解混凝剂的水溶液和磁化混凝剂溶液的混凝效果来看,磁场对其都有一定的正面的影响,有利于混凝沉淀的生成。

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