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聚合氯化鋁(PAC)微污染水處理中的應用

文章出處:未知發表時間:2021-11-24 16:47:58


 

圖片1 

 

摘要:驗證了聚合氯化鋁PAC)在微污染處理中應用時,pH值、PAC的投加量等對處理效果的影響。

 

 

 近年來,隨著工業和經濟的開展,廢水的品種和數量越來越多,人們的環保認識越來越強,而廢水處置問題人們越來越關注,并成為環境維護的一個重要研討課題。在工業廢水處過程中,混凝沉淀是一種重要的預處置工藝。所以,開發和選擇高效絮凝劑是水處置技術的關鍵步驟。在眾多絮凝劑中,聚氯化鋁(PAC)是一種高效無機高分子絮凝劑,由于其混凝才能強、用量少、凈水效率高、順應性強、穩定性好等優點,它在水處置范疇得到了普遍的應用。

 

  1、聚合氯化鋁概述

 

  聚氯化鋁(PAC)不是單一的方式,而是包括單體和聚合物,并按一定比例的多態物質,即Al3+Al(OH)3之間的一系列亞穩態物質。化學式為[Al2(OH)nCl6-nLm],其中m為聚合度,nPAC產物的中性度。顏色為黃色或淡黃色、深褐色、深灰色樹脂固體。具有噴霧枯燥穩定性好,對水順應性廣,水解快,吸附才能強,明礬大,沉淀質量快,出水濁度低,脫水性能好等諸多特性。所以,聚合氯化鋁也被稱為高效聚合氯化鋁、高效PAC或高效噴霧枯燥聚合氯化鋁。適用于各種混濁度的原水,具有較寬的酸堿度范圍。

 

  2、實驗過程

 

  2.1 主要原料與儀器

 

  鋁酸鈣粉,濃鹽酸,精細電子天平AL104YHCOD-100全自動COD消解回流儀,IRPrestige-21型紅外光譜儀,E201-CpH計,ZR4-6型凝固實驗機,剖析儀liquidTOCⅡHACH2100Q濁度計。

 

  2.2 制備辦法及優化的制備條件

 

  取10.0g鋁酸鈣粉,放入錐形燒瓶中,參加一定量的鹽酸,將錐形燒瓶在100℃下回程計上自動消解加熱反響時間,將產品取出并轉移到燒杯中,靜置片刻,然后過濾,上清液為聚氯化鋁產品。

 

調查了鹽酸用量、反響溫度和聚合時間對產物性能的影響,肯定了最佳的制備條件是:鋁酸鈣粉10.0g,鹽酸用量為35.0mL,溫度為100℃,聚合時間為2.5h,合成產物氧化鋁含量為10.6%,堿度為92.6%

 

2.3紅外光譜剖析

 

自制的聚氯化鋁置于真空枯燥箱內,在55℃左右枯燥,用KBr壓片法測定了400~4000cm-1范圍內的聚氯化鋁的紅外光譜。

 

  3、結果與討論

 

  3.1 紅外光譜剖析

 

  合成產物的紅外光譜在3001~3680cm-1范圍內具有很強的寬吸收峰,這是由于樣品中吸附水分子中與鋁離子相連的-OH基團和吸附水分子中的-OH基團的拉伸振動惹起的吸收峰,-OH1600~1700cm-1波數之間的水分子彎曲振動產生典型的吸收峰,標明合成的產物可能含有構造水和吸附水,并具有羥基構造。此外,在1000~927cm-1處有較弱的吸收峰,而在663~500cm-1處有較強的吸收峰,標明合成產物中存在聚合鋁。

 

  3.2 水處置混凝實驗

 

  實驗取1.0L水樣,攪拌參數調整如下:400r/min30s150r/min3min60r/min7min。攪拌后靜置30min,取本品,測定濁度和TOC。本研討運用的絮凝劑優化了含鈣聚氯化鋁的制備條件。

 

  3.2.1 用量對濁度和TOC去除率的影響

 

  不調整水樣pH值,絮凝劑用量為10.020.030.040.050.060.070.0mg/L。實驗結果標明,隨著摻量的增加,剩余濁度先快速降落后略有增加,TOC的去除率先增加后逐步減小。其緣由是在一定范圍內,隨著絮凝劑用量的增加,絮凝劑的電中和才能和吸附才能增加,剩余濁度降低,TOC去除率增加。若絮凝劑用量過大,膠體的電荷發作反轉,產生膠體間的斥力,使水中的膠體顆粒再次穩定,呈現反轉失穩現象,從而使絮凝效果變差。若添加量為40.0mg/L,培育基的殘留濁度小于1NTUTOC去除率為42.3%。因而,在實驗條件下,最佳劑量為40.0mL

 

  3.2.2 pH值對濁度和TOC去除率的影響

 

  當劑量為40.0mg/L時,調整后的水樣pH值分別為5.06.07.09.010.0。實驗結果標明,pH值在6.0~9.0時,剩余濁度小于1NTU。水樣pH值對TOC的去除率有很大的影響。pH值為6.0~10.0時,TOC去除率約為30.0%,當pH值為8.00時,TOC去除率為41.2%。其緣由是pH值過低時,水的陽離子越多,混凝劑的中和才能降低,進而降低了混凝效果,隨著pH值的增加,絮凝劑水解構成的低荷電正極多核絡合離子或金屬化合物凝析液對不穩定顆粒具有鍵橋作用,使膠體顆粒匯集沉淀,從而降低剩余濁度,TOC去除率進步,若pH值過高,絮凝劑易水解,其效果較差。測試水樣pH值為8.0,因而,無需調整水樣的pH值,可到達去除濁度和TOC的良好效果。

 

  4總結

 

  總之,聚氯化鋁不只是一種高效的凈水劑,而且是一種高性能的無機高分子絮凝劑。具有分子構造大、吸附才能強、混凝效果好、絮凝沉降速度快、用量少、本錢低等諸多優勢。所以,聚氯化鋁在水和廢水處置中已得到了普遍的應用。

 


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