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鈦鹽在廢水處理中有何作用

標簽:工業污水處理

工業污水處理的過程中漓源環保會根據不同的水質選取不同的混凝劑,以鈦鹽作為原材料的混凝劑就是其中一種。鈦離子的高價態為4價, 研究發現, 鈦鹽與鋁鹽、鐵鹽具有相同的水處理效果。且鈦鹽水處理后產生的污泥可被回收利用, 生成具有高光催化活性的二氧化鈦, 為其污泥處置提供了新思路。基于以上優點, 鈦鹽作為一種生態環境友好、對人體安全無副作用的水處理藥劑, 在我國水處理行業具有很大的發展潛能和廣闊的應用前景。

鈦鹽通常存在的形式為四氯化鈦或硫酸鈦。四氯化鈦與四氯化釩類似, 是一種無色密度大的液體, 樣品不純時常表現為黃或紅棕色。它屬于少數在室溫時為液態的過渡金屬氯化物之一, 因其結構并非是像多數金屬氯化物一樣為聚合物含有氯橋連接的金屬原子, 而是以分子間弱的范德華力為作用力導致其熔沸點低。TiCl4分子為四面體結構, 每個Ti4+與4個配體Cl-相連。Ti與稀有氣體氬具有相同的電子數, 為閉殼層結構。因此四氯化鈦分子為正四面體結構, 具有高度的對稱性。硫酸鈦是一種半透明無定形塊狀結晶, 其性質與TiCl4類似。

作為一種強酸性液體, 鈦鹽能夠在濕潤的環境下快速水解。當其作為混凝劑加入原水中后, 水解反應極其迅速同時伴隨著復雜的反應過程。近年來, 研究學者對鈦鹽在水處理中的應用做了一些初步的探索, 但對于鈦鹽的水解過程和水解轉化形式的研究還在很少。

鈦鹽的水解反應劇烈, 并且不要求反應環境在一個恒定的pH范圍, 例如在pH很小的酸性條件下, 經過長時間的煮沸就能產生水合TiO2沉淀。且鈦鹽在水解反應時不需要附加任何反應劑, 這也是它區別與一般水解反應的明顯特點。因此, 在鈦鹽水解過程中應控制好鈦離子的含量、水溶液的pH, 適當條件下可加入一定的抑制劑以控制其反應速度和進度。

1937年, 鈦鹽第1次作為絮凝劑在水處理中應用時, 發現硫酸鈦藥劑的制備和水解過程控制難度相對較大, 雖然較傳統鋁鹽和鐵鹽混凝劑在去除氟離子方面沒有什么優勢, 但是在去除色度方面有明顯的優勢, 且鈦鹽較鋁鹽有更廣闊的pH應用范圍, 即使是在溫度接近0℃的條件下依然具有良好的絮凝效果, 形成的絮體大而密實有益于沉降。對鈦鹽在污水處理中的絮凝效果進行研究, 發現4價鈦離子化合物尤其是鈦的氫氧化硫酸化合物對氟離子具有良好的去除能力, 出水氟離子的質量濃度將至0.5~0.6 mg/L, 且污水中硫酸鹽離子不會超標, 不會帶來二次污染。

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2019-01-02
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