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聚合氯化铝铁盐基度与絮凝效果的关系

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发布时间:2019-08-23 12:14

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      聚合氯化铝铁盐基度与絮凝效果的关系


      聚合氯化铝铁(PAC)与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐,而聚氯化铝的结构由形态多变的多元羟基络合物及聚合物组成,为无定形的无机高分子,因而聚氯化铝表现出许多不同于传统混凝剂的特异混凝功能。引起聚合氯化铝铁形态多变的基本成分是OH离子,衡量聚氯化铝中OH离子的指标叫盐基度(Basicity,缩写为B),通常将盐基度定义为聚氯化铝分子中OH与Al的当量百分比[1、2]:B=[OH]/[Al]×100(%)。聚氯化铝可理解为介于正盐AlCl3和碱Al(OH)3之间的水解产物。一般,聚氯化铝盐基度在16。7%~83。3%范围,日本标准的盐基度为45%~65%。

除OH、Al当量比盐基度外,尚有OH、Al摩尔比盐基度,但应用不普遍。汤鸿霄首次在国内外提出了以形成函数F代替盐基度B作为基本特征参数[3],定名为水解度B*,并认为水解度B*这一概念可以精确表达聚氯化铝结构组成,并能反映整个水解动态过程。

根据作者的工作实践,OH、Al当量比盐基度的概念在生产投料和生产应用中均有较好的指导作用,分析和计算较简捷,具有较好的实用价值。中国聚氯化铝生产所采用的原料和工艺不同于世界上其他国家,因而作为主要质量指标的盐基度与国外有着较大的差异。

1973年国家建委为聚合氯化铝铁(碱式氯化铝)暂定质量指标[4],将盐基度确定为50%~80%,首次拓宽了日本标准值(45%~65%)的范围;1981年由作者起草的四川省标准(川Q 246—81)将盐基度确定为45%~85%[4];国标GB 15892—1995在此基础上将盐基度确定为50%~85%。国内、外聚氯化铝产品标准盐基度指标见表1。


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  20世纪80年代后期,中国独创的聚合氯化铝铁原料和相应的调整法生产工艺,使聚氯化铝工艺有较大简化,生产投资和成本有较大降低,产品盐基度达到90%以上,高于文献介绍的国外同期水平(最高83%),将聚氯化铝生产实践和基础理论提高到一个新的高度。因此,如何提高聚氯化铝的盐基度,是目前国内外净水剂科技工作者的一个科研方向。


1 试验部分


1。1 试验用聚氯化铝

液体聚合氯化铝铁,按盐基度计算,在工业搪瓷反应釜内用酸溶铝酸钙调整工艺制得系列产品;固体聚氯化铝取自河南巩义、太仓和河南三门峡等生产厂和国外产品。

1.2 试验仪器

混凝试验,采用深圳中润公司ZR4—6智能全自动混凝试验搅拌机;浊度测定,采用美国HACH公司2100P型浊度仪;pH测定,采用美国ORILON公司520型pH计。

1。3 试验条件

混合G值为500~1 000s-1,时间为40 s;絮凝G值为10~100s-1,时间为10 min,GT值为(2~3)×104,沉淀时间为10 min。


2 结果与讨论


2.1 不同盐基度液体聚合氯化铝铁混凝效果

  ①相同投加量

不同盐基度液体聚氯化铝的混凝效果见表2。


从图1中可见,净化水剩余浊度随盐基度增大而降低,在盐基度为0~80%区间,降幅较大;在80%~92%区间,降幅趋缓,盐基度为88%与92%时的剩余浊度基本接近。

②不同投加量

不同盐基度液体聚氯化铝、不同投加量的混凝效果比较见表3。

由表3可见,不同盐基度的液体聚氯化铝,在不同投加量下的剩余浊度变化规律与相同投加量下基本一致。


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  用不同盐基度聚合氯化铝铁,将原水剩余浊度均处理到5 NTU时的加药量,称为等效加药量。表3表明,以盐基度65%的等效加药量为100%作参比,B=45%的加量比为106%,B=92%的加量比为58.1%,即B=92%加药量比B=45%降低47.9%。

2.2 不同盐基度固体聚氯化铝混凝效果

不同盐基度固体聚合氯化铝铁混凝效果比较试验表明,不同盐基度固体聚氯化铝在B为64%~90.6%区间、加药量为3.5 mg/L时,净化水剩余浊度随盐基度升高而降低;但加药量<3 mg/L时则略有上升趋势。盐基度为94.1%与90.6%相比较,前者的剩余浊度全面上升,但仍与盐基度为77.6%的相近。

2.3 国内外不同产品的成分与混凝效果

试验用的国内外不同生产工艺、不同盐基度的固、液体聚氯化铝产品成分见表4。


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注:原水为曼谷湄南河,浊度为13.1 NTU,水温为28 ℃,pH为6.8。

  无论是固体还是液体聚合氯化铝铁,在同等加药量情况下,中国产品的混凝效果优于国外产品。巩义恒信达环保科技http://www。hxdhb。com

一般而言,按同一生产工艺,聚氯化铝产品盐基度越高,原材料单耗和成本越低;在水处理中的同等投加量情况下,消耗水中碱度也越少。采用适当的工艺技术,液体聚氯化铝的稳定期可以达到1年以上,不低于传统工艺产品。液体产品在不同干燥过程中,盐基度提高2%~4%左右。

当盐基度提高到85%以上时,要求有精确的投料计算和工艺控制,固液分离难度也加大,因而要采用先进的技术。


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