復(fù)合型絮凝劑聚合氯化鋁鐵的合成及其應(yīng)用研究

陳紅軍（連吉化學(xué)工業(yè)有限公司，江蘇　連云港　222023）

復(fù)合型絮凝劑聚合氯化鋁鐵的合成及其應(yīng)用研究

陳紅軍（連吉化學(xué)工業(yè)有限公司，江蘇連云港222023）

絮凝法是廢水處理中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。本文在借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，以三氯化鐵和三氯化鋁為原料通過(guò)Al（III）和Fe（III）的水解聚合反應(yīng)合成聚合氯化鋁鐵。聚合氯化鋁鐵是一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究，確定了較優(yōu)的反應(yīng)條件和參數(shù)。

聚合氯化鋁鐵；絮凝劑；無(wú)機(jī)高分子

水是人類(lèi)生命的起源，水是人類(lèi)文明的搖籃，是不可替代的最寶貴的自然資源之一。隨著社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)工業(yè)化和城市化的腳步越來(lái)越快，同時(shí)對(duì)淡水的需求量也越來(lái)越來(lái)大，加上廢水、污水排放量的增大，對(duì)水體的污染也日益嚴(yán)重。水資源危機(jī)正困擾著世界上許多國(guó)家和地區(qū)的發(fā)展。我國(guó)水資源分布極不平衡，加上嚴(yán)重的工業(yè)污染，可采用的源水量和水質(zhì)急劇下降。因此大量的飲用水和工業(yè)用水都必須經(jīng)過(guò)凈化處理過(guò)后才可以使用。在凈化處理水和污水的過(guò)程中，絮凝沉淀法是被應(yīng)用得最廣泛、最經(jīng)濟(jì)、最重要的一種方法。在絮凝過(guò)程中絮凝劑起著核心作用

絮凝劑的發(fā)展趨勢(shì)

結(jié)絮凝沉降法是重要的水處理方法。當(dāng)前無(wú)機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑在污水處理中一直發(fā)揮著極其重要的作用論，目前國(guó)內(nèi)對(duì)無(wú)機(jī)－有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑的制備與研究還處在實(shí)驗(yàn)室階段，尚未商業(yè)化。但它的優(yōu)良性能具有廣闊的應(yīng)用前景，這方面正在努力趕超國(guó)外。

聚合氯化鋁鐵的發(fā)展進(jìn)程

聚合氯化鋁鐵（PAFC）是一種新型，高效無(wú)機(jī)陽(yáng)離子復(fù)合絮凝劑，PAFC既具有鋁鹽絮凝劑絮體大、水處理范圍寬、濁度去除效果好、腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)；還具有鐵鹽絮凝劑絮題沉降快、易于分離、低溫水處理性能好、水處理PH值范圍大等特點(diǎn)。目前，PAFC已成功用于飲用水、工業(yè)用水及多種工業(yè)廢水的處理。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1探索性實(shí)驗(yàn)

聚合氯化鋁鐵絮凝劑的制備，綜合查閱文獻(xiàn)資料，共聚反應(yīng)條件：溫度50～80℃和時(shí)間2～4h，鋁鐵比控制在9:1～5:5之間，堿化劑劑量確定在Fe:Ca在0.25～0.35之間，PH值范圍為為6～8。配制1mol/L的三氯化鋁和三氯化鐵溶液各250m l，備用。

1.2實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與討論

在探索性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選用正交實(shí)驗(yàn)考察聚合反應(yīng)中鋁鐵比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度分別對(duì)最后去除率的影響：

通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出分子量越大即粘度越大則其相應(yīng)的去除率效果越好。

為了提高實(shí)驗(yàn)的精確度，通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正交實(shí)驗(yàn)因素水平得出由于溫度之效應(yīng)為正值，故應(yīng)取高水平；時(shí)間之效應(yīng)為正值，故應(yīng)取高水平；鋁鐵之效應(yīng)為負(fù)值，故應(yīng)取低水平，即最佳反應(yīng)條件下，濁度去除率高達(dá)98.709%。

另還通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)得出其分子量的大小同粘度大小之間的關(guān)系，以及對(duì)應(yīng)其相應(yīng)的去除率效果好壞間的關(guān)系，最終通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出分子量越大即粘度越大則其相應(yīng)的去除率效果越好。

1.3驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

根據(jù)兩組正交實(shí)驗(yàn)的研究分析，最終分析發(fā)現(xiàn)如下結(jié)果:

聚合氯化鋁鐵的最佳試驗(yàn)點(diǎn)是T=70℃，t=3h，Al:Fe=6:4，濁度除去率=99.06%。

2　結(jié)論

本研究以三氧化鐵和三氧化鋁為原料制備聚合氯化鋁鐵，研究了聚合氯化鋁鐵制備過(guò)程中各種因素的影響，用聚合氯化鋁鐵處理自制污水，并用濁度儀對(duì)其去污效果進(jìn)行了測(cè)量，用烏氏粘度計(jì)對(duì)絮凝劑的年度進(jìn)行了測(cè)定，得出以下結(jié)論：

⑴以三氧化鐵和三氧化鋁為原料，用氧化鈣為堿化劑，在常壓下，向三氧化鐵和三氧化鋁的混合液中加入氧化鈣溶液合成聚合氯化鋁鐵的工藝路線(xiàn)，實(shí)驗(yàn)證明此工藝路線(xiàn)是可行的。

⑵制備聚合氯化鋁鐵的最佳工藝條件為：反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時(shí)間為3h，鋁鐵比為6:4，堿化劑用量由三氯化鐵的用量而定（mFe:mCa=0.3）。

⑶聚合氯化鋁鐵的粘度測(cè)量數(shù)據(jù)表明聚合氯化鋁鐵的凈水效果越好其相對(duì)粘度就越大，水處理時(shí)形成的絮體就更加致密而大型化。

⑷自制廢水絮凝試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最佳絮凝PH值在6—7之間，最佳投加量為2ml/30ml污水，濁度去除率最高可達(dá)99.06%。

3　結(jié)語(yǔ)

絮凝劑的種類(lèi)很多，但是復(fù)合型絮凝劑聚合氯化鋁鐵在今后的污水處理中，發(fā)揮的作用將越來(lái)越大。在無(wú)機(jī)絮凝劑當(dāng)中，PAFC是一種性能極佳的無(wú)機(jī)絮凝劑，作為一種新型的水處理劑，應(yīng)用前途十分廣闊，故合成PAFC是極其重要的。

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