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聚合氯化铝的制备及在微污染水处理中的应用

郑怀礼,陆兰英,范伟,阳春,谭铭卓,卢伟,孙永军,陈文源,蒋绍阶

1.重庆大学教育部三峡库区生态环境重点实验室,重庆400045;
2.江门市慧信净水材料有限公司,广东江门529000

摘要:用酸溶法制备聚合氯化铝,对合成卡乐汇国际进行红外光谱分析,并应用于微污染原水的处理。处理微污染原水结果表明:当投加量为40.0mg/L,pH值为6.0—9.0时,剩余浊度达到1.0NTU以下,总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)去除率达到41.2%。对比试验结果表明自制的聚合氯化铝的除浊效果优于一些常见工业聚合氯化铝。

关键词:聚合氯化铝;制备;微污染原水;水处理;水处理剂

近年来,随着城市化和工业化程度的不断提高,水资源环境日益受到严重污染导致水质恶化。国内许多饮用水水源呈现微污染状况,随着水质标准逐渐提高,微污染水处理技术是给水处理领域的一个重要课题。絮凝法是一种重要的水处理技术,絮凝剂种类、性质是决定絮凝处理效果好坏的关键因素。聚合氯化铝(PAC,Poly aluminum chloride)是无机高分子絮凝剂,本质上是铝离子水解一聚合一沉淀反应过程的中间产物,具有形成絮体快、沉淀性能好等优点。PAC絮凝效果与其盐基度存在正相关关系。为了降低PAC的制备成本,一般用铝酸钙调节PAC的盐基度,同时据文献表明钙的加入可增加PAC中A113的含量,Ca2+与铝可形成铝钙异核水合共聚物,对PAC的Zeta电位和黏度有明显影响,故研究含钙聚合氯化铝制备及应用具有重要意义。

本文以铝酸钙粉为部分原料,用酸溶法制备聚合氯化铝絮凝剂,并应用于微污染水的处理,处理余浊达到1.0NTU以下,TOC去除率较高,达到41.2%。

1实验部分

1.1主要原料与仪器

铝酸钙粉(新密市开阳特种建材有限公司,其化学组成如下:A12O3 53.11%,CaO 32.17%,SiO2 7.56%,TiO2 2.83%,Fe2O3 1.96%,MgO 0.74%,烧失量为0.18%,其他1.45%);浓盐酸(AR,重庆川东化工集团)。

精密电子天平ALl04(梅特勒一托利多仪器有限公司);YHCOD-100型COD自动消解回流仪(江苏省金坛市正基仪器有限公司);IRPrestige-21型红外光谱仪(日本SHIMADZU公司);E201一C型pH计(上海精宏实验设备有限公司);ZR4-6型混凝实验搅拌机(深圳中润水工业技术发展有限公司);德国elementarTOC总有机碳(总氮)分析仪liquidTOCⅡ;HACH2100Q型浊度仪。

1.2制备方法及优化的制备条件

称取10.0g铝酸钙粉,置于锥形瓶中,加入一定量的盐酸,将锥形瓶置于1O0℃自动消解回流仪上加热反应一定时间,取出并将卡乐汇国际转移至烧杯,静置一段时间,过滤,上清液即为聚合氯化铝卡乐汇国际。

考察盐酸量、反应温度、聚合时间对合成卡乐汇国际性能的影响,确定其制备优化条件为:铝酸钙粉10.0g,盐酸量为35.0ml,温度为100℃,聚合时间为2.5h时,合成卡乐汇国际氧化铝含量为10.6%,盐基度达92.6%。

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