基于响应曲面法的聚合氯化铝对矿井废水中氟离子混凝去除工艺优化

为有效去除矿井废水中氟离子，利用聚合氯化铝(PAC)对某矿井含氟废水进行混凝效果研究，设计单因素实验，研究了铝氟摩尔比(r)、pH和凝聚时间等因素对PAC混凝去除氟离子的影响，依据响应曲面法的Box-Behnken Design(BBD)实验设计原理，探究了r、pH和凝聚时间对混凝效果的影响，并优化工艺参数。结果表明：各因素对混凝效果的影响顺序为r> pH>凝聚时间；在r=19.04、pH=6.5、凝聚时间为2.9 min的最佳条件下，氟离子的去除率为56.4%，与预测值(56.46%)基本吻合；去除氟离子的机理包括PAC对氟离子絮凝沉淀、离子交换和络合沉降等；pH影响PAC在溶液中的存在状态，凝聚时间则影响矾花在溶液中形成的速度以及密集程度，进而影响混凝沉淀效果。由此可以看出，BBD优化模型预测与实际处理效果基本一致，铝氟摩尔比和pH是去除氟离子的主要控制因素。本研究使用的实验方法具有处理工艺简单、效果稳定、成本低等优点，可为实际矿井废水中氟离子的去除提供参考。