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工業pH計生產離不開水
點擊次數:1353 發布時間:2009-7-14
工業pH計生產離不開水,它的主要用途有原料用水、產品處理用水、鍋爐用水、冷卻用水、洗滌用水和溫、濕度調整用水及其它各項用水等。
人類社會為了滿足生活需求,需從各種天然水體中取用大量的水。除飲用外,水也是人們進行炊事、洗滌、沐浴、清潔等所必須的物質。有人估計人的生理需水量約為2.5L/d,但每日全部生活用水量卻需要數十升至數百升。
隨著我國人口的增長和工農業的發展,尤其是化學的發展,環境問題日益突出。廢水和生活污水的大量排放,已經對水體造成了嚴重的污染,對國民經濟的發展和人們生活與健康造成了嚴重的影響。治理水體污染,保護環境,已經成為我國的一項基本國策。利用混凝凈水劑對廢水進行凈化處理是水處理中zui常采用的一種方法。
復合混凝劑PFCG等無機高分子凈水劑暨南大學環境工程研究所李明玉博士等研制成功的。項目組于90年代初開始了用鋁土礦和含鐵廢渣等為主要原料研制聚合鋁、鐵等無機高分子凈水劑的研究工作,近十年來經過我們的不懈努力,先后開發研制了聚合氯化鋁PAC、聚合硫酸鐵PFS、聚合氯化鐵PFC等聚鋁鐵混凝劑系列產品。經對原聚合氯化鐵進行改進,又研制了改性聚氯化鐵和復合混凝劑PFCG,并成功地進行了中間試驗。在水處理過程中,用中試產品處理噸水成本的性能價格比,明顯優于目前市場上的聚合硫酸鐵和聚合氯化鋁。此外,項目組開發研制的復合凈水劑系列產品LMY-X,具有較低的成本、更簡單的生產工藝和很好的水處理效果,非常適用于低溫低濁原水除濁、印染廢水脫色、高濁度廢水和造紙中段水等處理。該新型無機高分子凈水劑的研制成功和在水處理中的應用,將有力地推動我國環保事業進一步向前發展。
2 產品應用范圍
復合混凝劑PFCG和LMY系列凈水劑是繼聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵之后的新一代無機高分子混凝劑。它的應用范圍廣闊,既可以用于城市自來水原水的凈化(LMY系列),又可以用于各種廢水(皮革、造紙、油田、印染、味精、制藥、日化、煉油、酒類以及其它許多化工生產過程中排放的廢水)、城市綜合污水和污泥脫水的處理。具有去除CODCr、BOD、SS、降低色度和除去重金屬等作用。
3 產品特點
(1) 復合混凝劑PFCG作為一種新型混凝劑,在水處理的應用中具有明顯的*性。它與一般的無機混凝劑硫酸鋁、*、明礬和聚合氯化鋁等相比,具有對原水質的pH要求寬,混凝能力強,沉降速度快,生產成本低的優點。
(2) 復合混凝劑PFCG安全無毒,不產生二次污染。與鋁系混凝劑相比,由于鋁系列混凝劑(包括目前普遍采用的聚合氯化鋁混凝劑)的水相轉移較嚴重,經其處理的水中Al3+的殘留不僅會對水生生物有害,而且對人體健康非常不利。研究表明,當人們的飲用水(如地下水或經鋁系混凝劑處理的自來水)中含鋁時,若長期飲用將會造成人體的老年性癡呆等。發達國家已經明令禁止鋁系混凝劑在飲用水中的應用,美國國家標準協會將鋁化合物列入有毒物品。在我國鋁系混凝劑的發展也將隨著國民環保意識的增強而受到限制,尤其在飲用水的處理中。另外,鋁系混凝劑在使用過程中所產生的高含鋁混凝沉降物必將對環境造成二次污染。總之,鋁鹽混凝劑的使用所產生的環境效應可以概括為四個方面:
1對水生生物的毒性: 當水中鋁含量在0.1~0.5mg/L時,即可使蛙魚和草魚仔魚等水生生物死亡。
2 鋁對人體的毒性,臨床表現為鋁性腦病(老年性癡呆)、鋁性骨病(骨質疏松)和鋁性貧血;
3 在污水的生化處理過程中,鋁對活性污泥和生物膜中的微生物的毒性效應。但是,對復合混凝劑PFCG而言,在用復合混凝劑PFCG處理過的水中Fe3-的后移很少,不會對人體和環境造成影響。
(3) 復合混凝劑PFCG在某些廢水的治理中還優于聚丙烯酰胺PAM等有機混凝劑,并且用復合混凝劑PFCG代替聚丙烯酰胺后,同樣也避免了PAM降解后在水中殘留的單體AM對人體的危害(AM對人體和其它生物有致癌作用)。
故從性能、安全、衛生、環保方面考慮,用PFCG代替其它混凝劑,是混凝劑的zui終發展方向。
4 產品的市場前景
采用混凝劑對廢水、用水和生活飲用水進行混凝處理,是治理污染、水源凈化的一條非常重要途徑。凈水劑為有機與無機二大類。對于有機絮凝劑,生產成本一般較高,且有機絮凝劑(如聚丙烯酰胺)的降解單體對水體造成二次污染,因此有機絮凝劑在水處理中的應用受到限制,尤其是在生活飲用水的處理中受到控制;對于無機混凝劑,有鋁鹽、鐵鹽、聚鋁和聚鐵,其中單純的鋁鹽和鐵鹽由于混凝性較差很少采用,早已被聚鐵鹽和聚鋁鹽取代。對于聚鐵鹽(復合混凝劑PFCG)而言,在性能、價格和環保方面,聚鐵具有廣闊的市場前景,表現在以下幾點:
(1) 其次在價格上,利用廢渣或礦渣生產的復合混凝劑PFCG成本低,以有效鐵含量量為11%左右的產品為例,原料成本價約為300元/噸,市場價1000元/噸。而聚鋁含氧化鋁29%(折合鋁15%左右)成本價在1000-1200元/噸左右,市場價約為2000元/噸。處理噸水成本時,復合混凝劑PFCG具有更優的性能價格比和很強的市場競爭力.
(2) zui后在環保方面,由于聚鋁其它鋁系凈水劑的使用會在水體中殘留一定量的鋁,對環境造成二次污染,因此在廢水處理中受到限制,尤其是在生活飲用水凈化中,聚合氯化鋁等鋁系混凝劑將會隨著人們環境和健康意識的提高而受影響。
總之,PFCG作為一種新型、、無二次污染的無機高分子混凝劑,因它具有以上特點優點,用發展的眼光看,它將逐漸取代聚合鋁等凈水劑,具有很強市場競爭力的聚鐵的*會逐漸擴大。
(3) 首先在性能上,聚鐵具有在混凝過程中形成的礬花大和沉降速度快等優點,對廢水的處理范圍廣闊(造紙、印染、制革、制藥和化工等),pH適應范圍廣。
5 工藝特點及流程
現有工藝方法:目前市售聚合硫酸鐵的生產方法是用*為主要原料,主要通過催化氧化法生產的。在生產過程中,采用*和氧氣分別為催化、氧化劑。生產過程屬于氣液相反應,反應時間長,為加快反應需要高溫、高壓、噴霧等。其工藝復雜,生產周期長,設備投資大,因而產品成本較高。另外,在生產過程中有氮氧化物排放,而且在聚合硫酸鐵產品中含有亞硝酸鹽致癌物,對環境造成二次污染。若用氧化劑直接對*進行氧化,盡管工藝簡單,但氧化劑消耗量大,生產成本較高。
本工藝特點:我們研制的復合混凝劑PFCG的生產方法是以含鐵廢渣(如硫酸廠排放的廢渣硫鐵礦燒渣、天然鐵沙或平爐塵等)為主要原料,只需經過酸溶、水解和聚合。所需原料充足、價廉易得,生產過程中無需催化、氧化,藝簡單、易于操作、周期短、投資費用少,生產成本低。本方法生產的復合混凝劑PFCG產品,在高濁度原水和造紙廢水等水處理過程中,性能價格比明顯優于市售聚合鐵和聚合鋁。
6 混凝機理及質量指標
6.1 混凝機理
復合混凝劑PFCG是三價鐵和氫氧化鐵的中間水解產物,通過羥基橋聯成為多核配合物,然后核大量增加而形成無機高分子聚合物。在PFCG產品中,存在著單體、低聚體和高聚體,一般可以用通式[Fe2(OH)n(Cl)n-1/2n]m表示。它是一種膠體溶液,隨高鐵含量的增加,膠體電荷增大,對重金屬離子的吸附能力增強,能使COD、BOD、SS、色度等在更大pH范圍內有效的降低。其凈水機理是基于雙電層電學的物理凝聚理論以及懸浮物和溶液之間的化學凝聚理論。它對水中懸浮物的混凝作用,是由于其在水解過程中產生的多核配合物,通過吸附使靜電中和,粒子間架橋凝聚,以及形成的氫氧化鐵膠體的卷掃作用,使膠體粒子脫穩,發生混凝沉淀,從而除去懸浮物,降低COD和色度等。
工業用pH計它是可以適用于所有用途的室外設置用pH計,包括從一般排水監測以及簡易廢水處理設備的pH控制到各種生產工藝中的pH檢測。可以通過根據使用目的而準備的傳感器和符合溶液狀態的各種清洗器進行廣泛的pH檢測。