石灰铝盐沉淀法去除稻瘟灵废水中氯离子.docx

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石灰铝盐沉淀法去除稻瘟灵废水中氯离子
农药生产废水随产品不同性质差异较大，给末端处理带来肯定的难度。稻瘟灵是防治稻瘟病的主要化学防治药剂，其生产过程中产生的废水除高COD值外，还具有氯离子含量高的特点。目前，农药废水可采纳物理法、生物法及两者结合等处理方式，对高COD值、可生化性差的废水还可采纳高级氧化法进行处理。常规农药废水处理方法主要针对废水中的有机污染物质，而对氯离子的去除效果较差。Cl-是氯存在的最稳定形态，难去除且不能被微生物所利用。目前，国内外去除废水中Cl-的方法有焚烧法、化学处理法、生物法、电渗析和反渗透等。其中，焚烧法处置废水中的盐类对装置腐蚀严峻，化学处理法处理不完全，生物法耗时长，电渗析存在高耗能等问题。膜分别具有分别效率高、设备简洁、操作便利等特点，但高氯含量的废水对膜分别设备和工作压力的要求较高，且简单造成膜污染，影响去除效果。石灰铝盐沉淀法能有效去除氯离子，该法通过向含氯离子溶液中加入氧化钙和偏铝酸钠，生成溶解度微小的钙铝氯化合物Ca4Al2Cl2(OH)12，达到去除氯离子的效果，并且除氯后生成的钙铝氯化合物(弗氏盐)还具有吸附重金属离子的力量，可避开大量废泥处理问题。本试验采纳石灰铝盐沉淀法去除稻瘟灵废水中的氯离子，探究其主要工艺条件对氯离子的去除效果，以期为稻瘟灵废水中氯离子的去除供应参考。一、材料与方法1.1试验废水试验用稻瘟灵废水取自重庆某农药厂，废水中Cl-含量1515mg/L，pH值11.5。1.2试验方法取250mL废水，加入肯定量的氧化钙及偏铝酸钠，置于电动搅拌器恒温水浴锅中反应。反应完成后，停止搅拌并静置，溶液分层后取上清液过0.45μm滤膜收集滤液，测定氯离子含量。反应设置不同pH值、反应温度、反应时间、搅拌速度、药品投加量及投加方式等工艺条件，分析对氯离子去除效果的影响，并选取其中影响较大的3个因素做正交试验，利用SPSS软件对正交结果进行分析，得到石灰铝盐沉淀法去除稻瘟灵废水中氯离子显著影响因素及最佳反应条件。在最优条件下，反应所得沉淀物经过滤、洗涤、烘干和研磨后得到粉状样品，对样品进行XRD、SEM分析。1.3分析方法氯离子含量测定参照硝酸银滴定法(GB118961989)。沉淀物形貌由扫描电子显微镜(SEM，VEGA3SBU，捷克)扫描得出，沉淀物晶体结构用X射线衍射仪(XRD，D2PHASER，德国)分析。二、结果与争论2.1单因素条件对氯离子去除效果的影响为确定正交试验所需影响较大的因素及水平，分别就反应时间、温度、药品配比、搅拌速度、pH值和药品投加方式等反应条件对稻瘟灵废水中氯离子效果的影响做单因素试验。2.1.1反应时间对氯离子去除效果的影响在室温22℃，转速200r/min，配比n[Cl-]∶n[Al3+]∶n[Ca2+]=1∶2∶5，pH=10，一次性加入的试验条件下，反应时间为1h、2h、3h、4h、5h，考察反应时间对氯离子去除效果的影响，结果如图1所示。由图1可知，氯离子的去除率随时间增加呈现先增加后减小趋势，在3h处达到最高值64.47%。反应开头生成钙氯铝化合物Ca4Al2Cl2(OH)12，随时间延长，部分Ca4Al2Cl2(OH)12转变为Ca3Al2(OH)12，Cl-从化合物中脱离，降低了氯离子的去除率。2.1.2反应温度对氯离子去除效果的影响在反应时间3h，转速200r/min，配比n[Cl-]∶n[Al3+]∶n[Ca2+]=1∶2∶5，pH=10，一次性加入的试验条件下，考察反应温度对氯离子去除效果的影响，结果如图2所示。由图2可知，氯离子去除率在室温到35℃区间段随温度上升呈上升趋势，35℃以后则趋于稳定，为64.00%。表明随着温度上升，钙氯铝盐的层状结构渐渐趋于饱和，Cl-去除量随着钙氯铝化合物层状结构的形成也趋于稳定，综合考虑能耗因素，选择35℃为较佳反应温度。2.1.3药品配比对氯离子去除效果的影响在反应时间3h，转速200r/min，温度35℃，pH=10，一次性加入的试验条件下，考察药品配比对氯离子去除效果的影响，如图3所示。从图3可以看出，随n[Cl-]∶n[Al3+]∶n[Ca2+]的增大，氯离子去除率提高，在配比为1∶3∶5处达到最高77.33%，在1∶3∶6时去除率趋于稳定。随着药品加入量的增加，Ca4Al2Cl2(OH)12层状结构形成力量增加，容纳Cl-的力量也随之增加。配比在1∶2∶5到1∶3∶4区间，Ca4Al2Cl2(OH)12层状结构形成量急剧增加，在1∶1∶2和1∶1∶3时Ca4Al2Cl2(OH)12层状结构形成量增加缓慢，说明反应初期假如Al3+加入量太少，钙铝化合物层状结构简单成型，Cl-不易进入层板间，所以适当加入过量Al+3更有利于