文_張智敏 山西清云淼環(huán)?？萍加邢薰?/p>

1 試驗方法

1.1 粉煤灰漂珠制備

利用存在氟污染的水體進行粉煤灰漂珠與混凝沉淀聯(lián)用的水體氟污染修復(fù)試驗。試驗水體來自某運河中，該河水存在著嚴重的氟污染現(xiàn)象。對試驗水體的氟含量進行測定。共采集20L試驗水體。

利用粉煤灰漂珠去除氟污染水體中小分子量的氟污染物，先要制備粉煤灰漂珠。試驗中使用的粉煤灰來自某熱電廠，通過電除塵技術(shù)對試驗粉煤灰進行收集，然后通過倉泵式除灰系統(tǒng)進行排灰。在收集的粉煤灰中對粉煤灰漂珠進行分選，具體分選方法為使用浮選法。將水當作介質(zhì)，根據(jù)水中物體的浮沉原理，在粉煤灰中將比重比1小的空心玻璃微珠分離出來。對分離出來的粉煤灰漂珠進行活化處理，具體步驟如下：

①將分離出來的粉煤灰漂珠放入瓷坩堝內(nèi)，并在馬福爐內(nèi)進行2h的煅燒，冷卻后將其放入燒杯，利用去離子水進行2～3次的水洗處理。

②在其中加入濃度為40%的ZnC12與一定濃度的H2SO4活化劑，充分混合加入的溶液與漂珠，進行1h的水浴加熱，活化時保持1:3的固液比。

③對粉煤灰漂珠進行水洗，直到溶液的pH值達到2～3。④在烘箱中烘干溶液，即可獲得活性粉煤灰漂珠。

1.2 活性粉煤灰漂珠水體氟污染修復(fù)試驗方法

利用活性粉煤灰漂珠對氟污染水體進行氟污染修復(fù)，具體步驟如下：將活性粉煤灰漂珠放入定量的氟污染水體中，對其進行20min的振蕩處理使其充分發(fā)生作用，然后將其靜置10min。對其進行過濾后量取處理后的水體15mL，對其進行氟含量測定。

1.3 混凝沉淀水體氟污染修復(fù)試驗方法

1.3.1 試驗裝置

利用混凝沉淀方法去除氟污染水體中大分子量的氟污染物。試驗中使用的混凝沉淀裝置能夠達到2m3/h的處理量，裝置將沉淀池和混凝池合于一體進行構(gòu)建。其中反應(yīng)器采用的是機械絮凝池，其有效反應(yīng)時間是15min，共設(shè)置4格。每格機械絮凝池的尺寸為25cm×25cm×30cm，設(shè)計流量是2L/min，有效容積是15L。其中第1格是混合池，剩余3格是絮凝池。絮凝池的停留時間是22.5min。在每格機械絮凝池后對取樣口進行設(shè)置，利用其進行取樣。沉淀池采用的是斜板沉淀池，其尺寸數(shù)據(jù)為45cm×60cm×35cm，可以達到81L的有效容積，設(shè)計的停留時間是四40min。其中斜板區(qū)的高度是10cm，斜板傾角設(shè)計為60°。在斜板沉淀池的后方設(shè)置三排取樣口，分別與沉淀池的出水區(qū)、斜板區(qū)、沉淀區(qū)相對應(yīng)。

試驗中使用的設(shè)備儀器具體如表1所示。

表1 試驗中使用的設(shè)備儀器

對混凝沉淀中使用的藥劑進行配置。分別使用聚合氯化鋁、氯化鐵化學(xué)試劑對5%質(zhì)量百分比的溶液進行配置，并利用這些溶液，使用燒杯與量筒對不同濃度的混凝劑進行配置，配置的混凝劑濃度分別為10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L。將經(jīng)過粉煤灰漂珠氟污染修復(fù)處理后的氟污染水體倒入混凝沉淀裝置中，然后分別將以上濃度的混凝劑投入混凝沉淀裝置中，利用電動定時精密攪拌器使混凝劑均勻融入氟污染水體中，靜置兩小時，并對水體進行氟離子含量測定。

使用的氟離子含量測定方法為一次加入法，具體測定步驟如下：

①對水樣電位值進行測定。通過無分度吸管吸取一定容量的水樣，并將其置于燒杯中，在其中加入強度調(diào)節(jié)總離子緩沖溶液，加水進行稀釋使總?cè)芤毫窟_到標線，將溶液搖勻后注入聚乙烯杯中，等待電位穩(wěn)定之后在其中放入塑料攪拌子并插入電極，對溶液進行連續(xù)攪拌，在攪拌時對水樣電位值進行讀取。

②在水樣中加入氟化物標準溶液，繼續(xù)進行攪拌，并對平衡電位值進行讀取。其中水樣電位值與平衡電位值的差值需要控制在30～40V的范圍內(nèi)。

③對水樣的氟離子濃度進行計算，具體計算公式如下：

式中 —水樣的氟離子濃度；—氟化物標準溶液的實際濃度； —水樣的體積； —強度調(diào)節(jié)總離子緩沖溶液的體積；—實測的電極斜率。

2 水體氟污染修復(fù)試驗結(jié)果分析

2.1 粉煤灰漂珠氟污染修復(fù)試驗結(jié)果

利用不同質(zhì)量的粉煤灰漂珠對氟污染水體進行氟污染修復(fù)的試驗結(jié)果具體如表2所示。

表2 粉煤灰漂珠氟污染修復(fù)的試驗結(jié)果

根據(jù)表2的粉煤灰漂珠氟污染修復(fù)試驗結(jié)果可知，在粉煤灰漂珠質(zhì)量為2300g時，可以獲取最好的水體氟污染修復(fù)效果。而在粉煤灰漂珠質(zhì)量繼續(xù)增加時，氟污染修復(fù)效果未出現(xiàn)大幅上漲。

2.2 混凝沉淀氟污染修復(fù)試驗結(jié)果

利用粉煤灰漂珠進行氟污染修復(fù)后，利用混凝沉淀方法進行了氟污染修復(fù)，其中聚合氯化鋁溶液配置的混凝劑的具體試驗結(jié)果如表3所示。

表3 聚合氯化鋁溶液配置的混凝劑的具體試驗結(jié)果

根據(jù)聚合氯化鋁溶液配置的混凝劑的具體試驗結(jié)果可知，在混凝劑濃度為50mg/L時即可達到很好的氟污染修復(fù)效果。

氯化鐵溶液配置的混凝劑的具體試驗結(jié)果如表4所示。

表4 氯化鐵溶液配置的混凝劑的具體試驗結(jié)果

根據(jù)氯化鐵溶液配置的混凝劑的具體試驗結(jié)果可知，在混凝劑濃度為40mg/L時即可達到很好的氟污染修復(fù)效果。比較兩種溶液配置的混凝劑的試驗結(jié)果可知，氯化鐵溶液配置的混凝劑的氟污染修復(fù)效果更好。

綜合以上試驗結(jié)果，在粉煤灰漂珠與混凝沉淀聯(lián)用的水體氟污染修復(fù)中，在最佳粉煤灰漂珠質(zhì)量為2300g，最佳混凝劑配置溶液為氯化鐵，最佳混凝劑濃度為40mg/L時，可以達到最佳的氟污染修復(fù)效果。

3 結(jié)語

通過對粉煤灰漂珠與混凝沉淀聯(lián)用的水體氟污染修復(fù)技術(shù)進行研究，獲取了粉煤灰漂珠的最佳放置質(zhì)量、最佳混凝劑配置溶液以及最佳混凝劑配置濃度，對嚴重氟污染水體的治理很有意義。