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吸附-硫化物强化混凝法去除微污染源水中的汞(Ⅱ)

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论文导读:：以天然沸石粉、壳聚糖和氢氧化钠为原料制备了新型改性沸石粉吸附材料，采用吸附-硫化物混凝沉淀法，对微污染源水中汞(Ⅱ)的去除进行了研究。考察了吸附时间、pH值、汞(Ⅱ)初始浓度、沸石粉投加量和Na2S投加量等因素对汞(Ⅱ)去除的影响，实验结果表明，pH=8.5，沸石粉投加量为0.4g/L时，汞(Ⅱ)初始浓度为5~7μg/L的源水，经过吸附-硫化物强化混凝法处理后，可使滤后水中汞(Ⅱ)）剩余浓度低于1μg/L。

论文关键词：改性沸石粉，汞(Ⅱ)，微污染源水，吸附，强化混凝

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近年来，城市饮用水源水的安全问题，越来越受到人们的关注，尤其针对微污染饮用水源水中的微量重金属的去除，已成为人们关注的热点之一[1-4]。汞是一种毒性很强的重金属元素，在2006年新颁布的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中，汞(II)浓度的限值仍为1mg/L[5]，远远低于毒理指标中其他几个重金属的规定限值。汞在天然水体中的存在形态主要是以Hg(II)离子的形式存在，其在强碱性条件下可形成难溶的硫化汞沉淀。传统的硫化物沉淀法便是利用汞的这一特性，通过加碱、强化混凝、沉淀、过滤的方法，可有效去除高浓度含汞废水中的Hg(II)[6]。但是，此法需要在混凝之前投加大量的碱将废水pH值调至10.0以上，并且出水pH值还需回调至7.5～7.8。若将此法用于自来水源水中汞的去除，不但对水厂净水工艺改动很大，且反复加碱和酸，增加了投加化学药剂的成本，加大了整个运行过程的工作强度。同时，较强碱性的水对滤池中石英砂滤料损伤较大，影响滤床寿命，甚至有可能造成滤料板结，影响净水工艺的正常运转。

本文采用改性沸石粉作为吸附剂、聚合氯化铝（PAC）为混凝剂，对微污染源水中的微量汞(II)进行先吸附、后混凝的去除研究，考察了吸附时间、pH值、Hg(II)初始浓度、沸石粉投加量和Na2S投加量等因素对Hg(II)去除的影响。此法应用于微污染水源水中Hg(II)的去除目前鲜见报道环境保护论文，其不仅不需要大量投碱，而且改性沸石粉成本低廉，大大降低了处理费用，在自来水处理应用和应急处置措施上具有一定的指导意义。

1实验材料和方法

1.1仪器与试剂

（1）仪器：THZ-82A型台式恒温振荡器；ZR4-6型混凝试验搅拌机；101-2-S型电热恒温鼓风干燥箱；pH-3C数显pH计；原子荧光光度计。

（2）材料与试剂：聚合氯化铝（自制，Al2O3=10%，盐基度B=82%），按照文献[7]方法制备。含汞标准贮备液100mg/L；改性沸石粉，按照文献[8]所述方法制备；氯化汞，氢氧化钠，硫化钠，盐酸等，均为分析纯。

1.2实验方法

（1）吸附阶段：配制浓度为100mg/L的含汞标准贮备液，并稀释配制成一定浓度的模拟微污染源水，取400mL于烧杯中，调pH至8.5，加入改性沸石粉，置于混凝搅拌机上，在150r/min的搅拌速度下搅拌吸附一定时间后，再进行混凝处理；

（2）混凝阶段：依次加入一定浓度的Na2S溶液和混凝剂PAC，在250r/min、100r/min、40r/min的搅拌速度下，分别搅拌1.5min、3min、3.5min，静置沉淀10min后，于液面下约1cm处取样，测定。

1.3测定方法

水中Hg(II)的剩余浓度采用原子荧光法测定[9]；水样的pH值采用酸度计测定。

2结果与讨论

2.1交换吸附时间对Hg(II)去除率的影响

采用吸附-混凝法对水中微量Hg（II）进行去除，可充分发挥这两种方法的优势，先藉由吸附剂强大的吸附功能[8]将水中的Hg（II）吸附至表面，再借助混凝剂将水中的吸附剂以及剩余的部分Hg（II）一并去除，使出水达到良好的去除效果。由图1就可明显看出，在相同条件下，先投加吸附剂后投加混凝剂的处理效果明显优于同时投加吸附剂和混凝剂（0min代表同时投加吸附剂和混凝剂），并且随着吸附时间的延长，水中Hg（II）的剩余浓度也随之下降，当吸附时间达到15min时，即可使滤后水中Hg（II）的剩余浓度低于1μg·L-1。

图1吸附时间对Hg(II)去除率的影响

Fig.1EffectofadsorptiontimeonremovalofHg(II)

Hg(II)初始浓度：6.314μg/L，pH=8.5，改性沸石粉：0.4g/L，硫化钠：6mg/L（以S计）

2.2pH值对Hg(II)去除率的影响

图2pH值对Hg(II)去除率的影响

Fig.2EffectofpHvalueonremovalofHg(II)

Hg(II)初始浓度：5.215μg/L，吸附15min，改性沸石粉：0.4g/L，硫化钠：6mg/L