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用聚合硫酸铁PFS除氟的作用机理,工艺及其影响因素分析

       降低水中氟含量方法已有多种,在生活饮用水方面常用的有吸附和离子交换法:如除氟炭(骨炭)净水组件法、活性氧化铝法、沸石(分子筛)及离子树脂交换法、反渗透和电渗析法等。今天鸿畅化工技术来先容用聚合硫酸铁PFS除氟的作用机理,工艺及其影响因素分析。

 一、聚合硫酸铁除氟的作用机理

     在含氟废水中加入聚合硫酸铁后,聚合硫酸铁提供的三价铁离子与氟离子发生下列络合反应:
     聚合硫酸铁的反应式:
            聚铁反应

     这些络合物被众多絮体裹,并与其一起沉降,从而使 F - 含量下降。另外,聚合硫酸铁生成的氢氧化铁本身也是吸附剂,可以吸附水中的氟离子,从而进一步降低废水中的氟离子浓度。
二、聚合硫酸铁除氟工艺流程
      对于高浓度含氟废水通常需要进行二级处理,才能达到工业废水的排放标准。本次试验先将含氟废水用氯化钙、片碱预处理,之后再用聚合硫酸铁将其降至10mg/L以下。具体工艺流程如下:
聚合硫酸铁的处理工艺:
     反应池1(氯化钙,片碱)——沉淀池1——反应池2(加聚铁)——沉淀池2——排放
三、聚合硫酸铁除氟需注意的要点:
    (1)聚合硫酸铁除氟效果与pH 值密切相关, 在pH 值为5 .5 ~ 6.5 的微酸条件下除氟的效果较佳, pH 值增大或减小都会使氟的去除率降低。
    (2)氟的去除率η随聚合硫酸铁的投加量增加而升高, 单位除氟量qe 随聚铁的投加量增加而减小。当聚铁投加量较小时, 去除率随着投加量的增加而急剧升高, 但当投加量超过某一数值后, 去除率基本保持不变。
    (3)絮体吸附与絮凝沉淀除氟的效果的差别并不大, 说明絮体吸附是絮凝沉淀除氟主要的作用机理。絮体吸附除氟的效果略差于絮凝沉淀的除氟效果, 絮凝沉淀除氟过程除絮体吸附外, 尚有其他作用机理(如絮体形成过程中的网捕, 架桥交联, 卷扫作用)。
    (4)聚合硫酸铁除氟量与水中氟离子初始浓度呈正比。
四、影响聚合硫酸铁去除氟的因素:
1、氯化钙加药量对除氟效果的影响
     在其他反应参数相同的条件下,通过控制不同钙离子浓度和氟离子浓度比值,来确定较佳钙离子投加量;随着氯化钙投量的增加,氟离子去除率直线上升,当钙离子浓度为氟离子浓度的1.4倍(质量比)时,去除率逐渐趋于平缓。此时剩余氟离子浓度为21.5mg/L。
2、钙离子与氟离子反应ph对氟效率的影响
       随着ph值的升高,氟的去除率先升高后下降,反应ph在7-8时,氯化钙对F-去除率最高。究其原因,是由于CaF2溶度积 Ksp 随着ph的升高而降低,所以ph越高,CaF2溶度积越小,F-含量越低;但随着ph升高,Ca(OH)溶度积也降低,溶液中的Ca2+浓度也降低,导致平衡向CaF2溶解的方向进行,导致F-浓度上升,所以反应ph有一个较佳值,使其去除效果达到较高。
3、聚合硫酸铁用量对除氟效果的影响
       开始加药时,随着加药量的增加,氟离子去除率逐渐上升;当但加药量大于600ppm时,去除率便开始下降;其原因是:聚铁加入水中形成的水解产物能对水中的含氟胶粒通过离子交换、吸附作用而加以去除。因此,随着 PFS 投加量的增加,PFS 水解产生的水解产物也相应的增加,这些水解产物对体系中的含氟成分的离子交换、吸附作用也相应增强,从而导致氟离子去除率上升。但只要聚合硫酸铁的投加量超过一定的界限后,这些水解产物的分支就有可能自相作用,此时水解产物对体系中其它成分的电性中和、吸附作用减弱,而这将导致氟离子去除率下降。
    上述为用聚合硫酸铁PFS除氟的作用机理,工艺及其影响因素分析,供参考。想了解更多关于聚合硫酸铁的使用情况,请关注河南鸿畅化工网资讯资讯更新或拨打河南鸿畅化工全国热线电话,将有大家专业技术人员为你提供一个合适的解决方案。

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