壳聚糖絮凝—超滤法去除水中微量砷

【摘要】： 水的砷污染是全世界共同的难题。砷污染促使水资源短缺进一步加剧。因此,开发绿色环保、经济合理且行之有效的饮用水除砷工艺具有重要意义。本课题对壳聚糖絮凝-超滤集成工艺去除水中微量砷进行了研究。 探索了砷的测试方法。实验比较了动力学分光光度法、伏安法和石墨炉原子吸收分光光度法测试砷含量的可行性和优缺点,确立了使用石墨炉原子吸收分光光度法测试水中微量砷。 系统考察了壳聚糖絮凝和超滤过程中各种因素对除砷效果的影响。结果表明,壳聚糖作为除砷絮凝剂的最佳条件为:料液pH值4.6,壳聚糖浓度0.36 g/L,搅拌功率8.11×10~(-2) W,静置时间40 min。料液pH值4.6时,絮凝-超滤过程可把模拟含砷水中As(Ⅴ)含量由0.1 mg/L降至0.01 mg/L以内,去除率达到93%以上;As(Ⅲ)含量由0.1 mg/L降至0.02 mg/L左右,去除率达到80%。料液pH值9.2时,As(Ⅴ)去除率在60%左右,As(Ⅲ)去除率在55%左右,二者去除率均比pH值4.6时低。超滤过程的压力、膜面流速变化对砷去除率没有明显影响。砷去除率随温度升高和膜截留分子量增大有下降的趋势。膜通量随操作压力、膜面流速、膜截留分子量增大和温度升高均有增大的趋势。 料液pH值为4.6、跨膜压差为0.1 MPa、膜面流速为5.653 cm/s、温度为30℃下,使用PAN30,000超滤膜对自来水进行了壳聚糖絮凝-超滤实验。结果表明,砷去除率可达89.9%,自来水中的总砷由0.067 mg/L降至0.0068 mg/L,达到国际上现行的饮用水砷含量控制在0.01 mg/L范围内的标准。 研究了超滤膜的污染情况,探索了膜清洗方法。结果表明,壳聚糖絮体是造成膜污染的主要物质。水力清洗时膜通量恢复率为58%左右,碱洗时膜通量恢复率为2.7%左右,酸清洗效果最好,通量恢复率达到72%以上。