·1246· 北京科技大学学报 第34卷 表1铜坑矿矿井水主要污染物指标 Table I Main contaminant indexes of mine water from Tongkeng Mine in south China 质量浓度/(mgL-l) 矿坑水 pH值 悬浮物 CODc 镉 华 磨 铜坑矿 6.5-7.5 10~30 10-15 <0.02 <0.02 10~15 国家标准 6.0-9.0 100 100 0.10 1.00 1.2仪器和试剂 6 模拟水样 试验仪器：MY3000-6智能型混凝试验搅拌 口8mgL 仪，pH计，精密电子天平，UVo紫外可见分光光 10 mg.L- 日12mgL 度计. 口14mgL 3 口16mgL 试验试剂：聚合氯化铝(PAC)(富源净水材料 日18mgLl 公司)，聚合硫酸铁（上海埃彼化学试剂有限公司）， 1 聚丙烯酰胺(PAM)(天津永大化学试剂有限公司)， 氢氧化钠.以上物质均为分析纯 M 聚合氯化铝聚合硫酸铁聚丙烯戬胺 1.3试验方法 混凝剂种类 用ZCl,(化学纯)自配模拟水，考虑到水质波 图1混凝剂种类对Z2·去除效果的影响 动变化对去除效果的影响，分别配置六组模拟水样， Fig.1 Effect of coagulant types on the removal of Zn2 ions Zn2+质量浓度分别为8、10、12、14、16和18mgL-1; 层和吸附电中和作用，颗粒间静电斥力降低，相互吸 每次取自配模拟水1000mL倒入搅拌杯中，用 引凝聚，形成絮体.当PAC投加量达12mL时，去除 0.1molL-1NaOH溶液调整水质pH值；将搅拌杯 效率提高趋势缓慢，且对于不同Z2+质量浓度的去 放置在搅拌机上，按照试验方案设定快搅、慢搅时间 除差异不再明显，此时混凝反应虽未达充分但己基 及强度（快搅主要作用是使药剂混合均匀，因此不 本完成.因此选择PAC投量为12mL即可. 作为研究参数，设定快搅强度150r·min-1,时间 1min不变)，开始搅拌时投加混凝剂，一定时间 模拟水样 30 ◆8mgL (1min内)后投加助凝剂：搅拌完成后，静置沉降 ■-10gL- 10min;取液面下3cm处清液，用原子吸收分光光度 2.5 -12 mg.L ×-14mgL1 法测定废水中剩余Zm2+质量浓度值. 2.0 -16 mg.L- 15 ◆-18mgL1 2结果与讨论 10 2.1单因素试验 0.5 (1)不同混凝剂对Z2+去除的影响.在 12 20 1000mL自配水样中分别加入质量浓度为1gL-'的 PAC投加量/mL 聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺溶液20mL, 图2投加PAC对Zn2+去除效果的影响 在搅拌速度为l50rmin-的条件下快速搅拌1min, Fig.2 Effect of PAC dosage on the removal of Zn2 ions 再在60r"min-1条件下慢速搅拌10min,使其充分反 应，静置10min后取上清液测量其Zn2+质量浓度， (3)pH值对Z2+去除的影响.其他试验条件 结果如图1所示.试验表明聚合氯化铝(PAC)的去 与上述相同，改变pH值，结果如图3所示.试验表 除效果最好，并且受Z2+质量浓度变化影响最小， 明，随水质pH值的升高，Zn2+去除效果不断提高. 因此选用PAC作为主混凝剂. 事实上，对于Z2+的沉淀有一个适宜的pH值范围， (2)PAC投加量对Zn2+去除的影响.试验条件 其溶度积为2×10-”，能够沉降的pH值范围在8~ 与上述相同，改变PAC投加量（质量浓度为 10.pH值太低，不足以形成Zn(OH,沉淀因.在本 1gL-),结果如图2所示.试验表明，随PAC投加 试验中，在pH为9时混凝效果较好，再增大pH值 量增加，Z2+去除效果不断提高.在碱性条件下， 混凝效果不明显 PAC对形成的Zn(OH),沉淀能同时发生压缩双电 (4)搅拌时间对Zn2+去除的影响.其他试验条北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 表 1 铜坑矿矿井水主要污染物指标 Table 1 Main contaminant indexes of mine water from Tongkeng Mine in south China 矿坑水 pH 值 质量浓度/( mg·L － 1 ) 悬浮物 CODCr 镉 铅 锌 铜坑矿 6. 5 ～ 7. 5 10 ～ 30 10 ～ 15 ＜ 0. 02 ＜ 0. 02 10 ～ 15 国家标准 6. 0 ～ 9. 0 100 100 0. 10 1. 00 2 1. 2 仪器和试剂 试验仪器: MY3000--6 智能型混凝试验搅拌 仪，pH 计，精密电子天平，UV2000 紫外可见分光 光 度计． 试验试剂: 聚合氯化铝( PAC) ( 富源净水材料 公司) ，聚合硫酸铁( 上海埃彼化学试剂有限公司) ， 聚丙烯酰胺( PAM) ( 天津永大化学试剂有限公司) ， 氢氧化钠． 以上物质均为分析纯． 1. 3 试验方法 用 ZnCl2 ( 化学纯) 自配模拟水，考虑到水质波 动变化对去除效果的影响，分别配置六组模拟水样， Zn2 + 质量浓度分别为 8、10、12、14、16 和 18 mg·L － 1 ; 每次取 自 配 模 拟 水 1 000 mL 倒 入 搅 拌 杯 中，用 0. 1 mol·L － 1 NaOH 溶液调整水质 pH 值; 将搅拌杯 放置在搅拌机上，按照试验方案设定快搅、慢搅时间 及强度( 快搅主要作用是使药剂混合均匀，因此不 作为研究参数，设定快 搅 强 度 150 r·min － 1 ，时 间 1 min不 变) ，开始搅拌时投加混凝剂，一 定 时 间 ( 1 min 内) 后投加助凝剂; 搅拌完成后，静置沉降 10 min; 取液面下 3 cm 处清液，用原子吸收分光光度 法测定废水中剩余 Zn2 + 质量浓度值． 2 结果与讨论 2. 1 单因素试验 ( 1) 不 同 混 凝 剂 对 Zn2 + 去 除 的 影 响． 在 1 000 mL自配水样中分别加入质量浓度为 1 g·L － 1 的 聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺溶液［4］20 mL， 在搅拌速度为 150 r·min － 1 的条件下快速搅拌 1 min， 再在 60 r·min － 1 条件下慢速搅拌 10 min，使其充分反 应，静置 10 min 后取上清液测量其 Zn2 + 质量浓度， 结果如图 1 所示． 试验表明聚合氯化铝( PAC) 的去 除效果最好，并且受 Zn2 + 质量浓度变化影响最小， 因此选用 PAC 作为主混凝剂． ( 2) PAC 投加量对 Zn2 + 去除的影响． 试验条件 与上 述 相 同，改 变 PAC 投 加 量 ( 质 量 浓 度 为 1 g·L － 1 ) ，结果如图 2 所示． 试验表明，随 PAC 投加 量增加，Zn2 + 去除效果不断提高． 在碱性条件下， PAC 对形成的 Zn( OH) 2沉淀能同时发生压缩双电 图 1 混凝剂种类对 Zn2 + 去除效果的影响 Fig． 1 Effect of coagulant types on the removal of Zn2 + ions 层和吸附电中和作用，颗粒间静电斥力降低，相互吸 引凝聚，形成絮体． 当 PAC 投加量达 12 mL 时，去除 效率提高趋势缓慢，且对于不同 Zn2 + 质量浓度的去 除差异不再明显，此时混凝反应虽未达充分但已基 本完成． 因此选择 PAC 投量为 12 mL 即可． 图 2 投加 PAC 对 Zn2 + 去除效果的影响 Fig． 2 Effect of PAC dosage on the removal of Zn2 + ions ( 3) pH 值对 Zn2 + 去除的影响． 其他试验条件 与上述相同，改变 pH 值，结果如图 3 所示． 试验表 明，随水质 pH 值的升高，Zn2 + 去除效果不断提高． 事实上，对于 Zn2 + 的沉淀有一个适宜的 pH 值范围， 其溶度积为 2 × 10 － 17 ，能够沉降的 pH 值范围在 8 ～ 10． pH 值太低，不足以形成 Zn( OH) 2沉淀［5］． 在本 试验中，在 pH 为 9 时混凝效果较好，再增大 pH 值 混凝效果不明显． ( 4) 搅拌时间对 Zn2 + 去除的影响． 其他试验条 ·1246·