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聚合氯化铝盐基度与絮凝效果的关系
盐基度指标在聚合氯化铝中有多重要
聚合氯化铝不适合用于水族箱水处理
淀粉生产废水处理用聚合氯化铝
海产品加工废水处理用聚合氯化铝
聚合氯化铝混凝沉淀法处理食品工业废水
多晶硅生产废水处理用聚合氯化铝
聚合氯化铝铁用于线路板行业废水处理
 
 

聚合氯化铝水解聚合形态与混凝效果研究

 

  聚合氯化铝水解聚合形态与混凝效果研究: 无机高分子混凝剂是从正盐水解为氢氧化物过程中形成的中间产物,对铝的水解聚合形态的分析方法主要有化学分析法和电位滴定法, 近年兴起的AlNMR法和Al-Ferron逐时络合比色法为铝水解聚合形态的研究提供了较好的手段, 并成为国内外混凝剂基础研究的热点。研究认为, 无机高分子混凝剂聚氯化铝只存在单体、二聚体及其高聚体的形态, 其中Al13 是最佳的凝聚--絮凝成分, 其含量可反映产品的有效性
  虽然目前尚无一种鉴定铝水解聚合形态的准确方法, 但研究表明,Al-Ferron逐时络合比色法简单可行,用该方法可测定聚氯化铝中的Ala、Alb、Alc三种形态, 其测定的Alb相对含量与用核磁共振法测定的Al13相对含量十分相近(即Al13/Alh 约等于1),因此用Al-Ferron逐时络合比色法测定Alb 即可得到Al13的相对含量。
  为了探明Alb(Al13)在混凝中的作用,从而为聚合氯化铝的技术创新和国家标准的制定提供依据,在对聚合氯化铝盐基度与混凝剂效果研究的基础上,笔者自2000年9月--2001年12月采用Al-Ferron络合比色法和混凝沉淀试验法对国内外混凝剂样品进行了研究。
   Alb含量高的聚合氯化铝样品是在氯化铝溶液中用0.5 mol/L的NaOH溶液以不大于0.04mL/Min的速度滴定而制得; 纯聚氯化铝样品用分析纯盐酸和氢氧化铝试剂制得。
不同盐基度聚合氯化铝的水解聚合形态
  随着盐基度值从小到大的变化,Ala含量相应由大逐步变小、Alc含量则由小变大,分别呈现较好的正、负相关性。Alb含量随着盐基度的变化大体呈正态曲线分布: 盐基度在0%~45%区间内Alb 含量呈上升趋势,盐基度在45%~94.5%区间内则Alb 呈下降趋势,与文献 中报道的盐基度越高则Alb 含量越高的分布规律呈现明显的差异。
  引起Alb 分布差异的原因在于所研究样品的生产或制作条件不同, 国内样品均为铝酸钙调整法生产,铝的水解聚合是在高铝浓度(>2mol/L)、高温(>100度)、短时间(<4h)条件下进行,有利于高盐基度、高聚合度的Alc 形态的生成,而文献中研究的样品是采用慢速滴碱法在实验室制作,铝的水解是在低铝浓度(0.1mol/L) 、室温、长时间滴定的条件下进行, 有利于Alb 形态的生成。
铝水解聚合形态与混凝效果
  由混凝沉淀试验得出的净化水剩余浊度与盐基度的关系。净化水剩余浊度的高低可反映出混凝效果的优劣。从可看出, 剩余浊度随盐基度、Alc含量的升高和Ala 含量的降低而降低,四者之间呈较好的相关性。
  Alb与混凝效果的关系为: 在盐基度为0%~45%区间内则剩余浊度随Alb含量的升高而降低,在盐基度为45%~94. 5%区间内则剩余浊度随Alb含量的降低而降低。这与文献中报道的Alb含量越高则混凝效果越佳的结论呈现出明显的差异。
  综上所述,盐基度、Alc、Ala均可作为衡量混凝效果的特征指标, 但是与盐基度指标相比,由于Alc、Ala的分析时间较长、数据重现性较差,故作为定量分析指标尚有待于继续完善。
钙含量对铝形态和混凝效果的影响
  由于国内聚合氯化铝产品中以铝酸钙作为主要原料, 因而产品普遍含有氯化钙成分。可见在相同盐基度下, 含钙聚氯化铝与纯聚氯化铝的水解聚合形态组成相似, 但含钙聚氯化铝的Alc含量稍高、Ala 和Alb 含量稍低、混凝效果相近或稍好。
  聚合氯化铝水解聚合形态组成中的Alb值随盐基度的变化呈正态曲线分布,在盐基度为0%~45%区间的Alb值为上升段,盐基度为45%~94.5%区间内Alb 值为下降段。这不同于国内外文献报道的盐基度越高则Alb值越高的结论。
  Alb(约等于Al13)不是聚合氯化铝中的最佳组分,不能将高Alb(Al13)作为聚氯化铝生产工艺追求的目标。在盐基度为0%~45%区间内,Alb含量越高则混凝效果越好, 但在45%~94.5%区间内Alb含量越高则混凝效果越差。
  聚合氯化铝水解聚合形态中,除Alb外,Alc和Ala含量与混凝效果均呈较好的相关性,能间接反映聚氯化铝的混凝性能。Ala、Alc与盐基度也有良好的相关性,但因该指标分析时间长、重现性差,尚不能取代盐基度作为分析指标。
  盐基度是聚合氯化铝性能和形态的重要指标之一, 提高盐基度不但可提高混凝效果, 还可以降低生产和使用成本。提高盐基度或Alc 值是提高聚氯化铝混凝性能的重要途径。
  铝酸钙调整法生产的聚氯化铝产品具有盐基度高、Alc含量高、Ala含量低、成本低及混凝效果好等优点,与以氢氧化铝为原料采用压溶法生产的国外聚氯化铝产品比较,具有显著的技术经济优势。

 

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