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鋁鐵復(fù)合混凝劑的研究新進(jìn)展

發(fā)布時(shí)間：

2014-03-13

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　　鋁和鐵具有許多相似的性質(zhì)，如原子共價(jià)半徑。離子半徑都比較相近，F(xiàn)e3+，Al3+均具有相同的電荷，它們易水解，其鹽具有共價(jià)性。因此，它們可通過(guò)交叉共聚，形成多核、更長(zhǎng)。更穩(wěn)定的分子鏈，得到混凝效果更好的無(wú)機(jī)高分子復(fù)合混凝劑——聚合鋁鐵。這類復(fù)合混凝劑兼有聚鋁和聚鐵的特點(diǎn)，既能克服鋁鹽處理的礬花生成慢、礬花輕。沉降慢的缺點(diǎn)，又能克服鐵鹽的出水不清、色度高的缺點(diǎn)。通常以鋁鹽為主，鐵鹽為輔，其價(jià)格比PAC略高一點(diǎn)點(diǎn)。近幾年來(lái)，研制和應(yīng)用這類混;凝劑已成為熱點(diǎn)和發(fā)展的明顯趨勢(shì)。我國(guó)在這一領(lǐng)Z域內(nèi)比較活躍，發(fā)表的論文和公布的專利較多。主要原材料是鋁鹽、鐵鹽和硅酸鹽以及含鋁鐵等元素的礦物。礦渣廢料，因而其原料來(lái)源廣，同時(shí)生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，有利于開(kāi)發(fā)利用。我國(guó)已開(kāi)發(fā)的鋁限復(fù)合混凝劑種類較多，我們將它們分為3大類：只含兩種陽(yáng)離子的鋁鐵復(fù)合混凝劑，含有多種陰離子的鋁鐵復(fù)合混凝劑，以及含有其它陽(yáng)離子的鋁鐵復(fù)合混凝劑。

　　1.只含兩種陽(yáng)離子的鋁鐵復(fù)臺(tái)混凝劑

　　在這類復(fù)合混凝劑中，除鋁、鐵外，不含其它金屬離子(即使有，也很少)，陰離子則以一種為主?？梢哉f(shuō)，其組成相對(duì)比較簡(jiǎn)單，純度較高。無(wú)疑這對(duì)原料有較高的要求。由于雜質(zhì)少，特別是有害物質(zhì)少，則它們適用于飲用水的處理。對(duì)這類混凝劑研究也比較深入，其中部分產(chǎn)品已進(jìn)入國(guó)內(nèi)水處理市場(chǎng)。這類混凝劑主要有以下幾種：

　　1.1聚合氯化鋁鐵(PAFC)

　　通常采用PAC與FeCl3(或和FeCl2)反應(yīng)，或者AlCl3或低聚氯化鋁與鐵反應(yīng)，再進(jìn)行羥基化聚合，就可制得聚合氯化鋁鐵。或?qū)⒎鬯榈匿X土礦放入反應(yīng)釜中與鹽酸反應(yīng)，然后將其倒入攪拌池中，并加入高鋁灰和水，攪拌3-5h，沉淀即為產(chǎn)品。PAFC產(chǎn)品為淡黃色、暗黃色片狀、粒狀或粉狀固體，易溶于水，在空氣中易潮解。液體產(chǎn)品為淡黃色透明或懸濁液，相對(duì)密度>1.2，w(Al2O3)=6.0%-6.5%，w(Fe2O3)=4.0%-4.3%，鹽基度為30%-50%，pH值(1%水溶液)為2-3。該產(chǎn)品用于生活飲用水。工業(yè)用水的凈化和各種污水的化學(xué)處理。如某電子管廠用PAFC處理濁度為319NTU的廢水，投加量為0.4或0.6mg/L，處理后的水無(wú)色透明，重金屬達(dá)標(biāo)。某廠最初用PAC和PFS處理電鍍廢水，鋼總是不能達(dá)標(biāo)，采用PAFC后各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。用PAFC處理生產(chǎn)洗滌劑的廢水，比用PAC，PFS和PFSC的效果要好得多。因此，PAFC是聚鋁和聚鐵的替代產(chǎn)品[1-7]。

　　1.2聚合硫酸鋁鐵(PAFS)

　　以鋁土礦、高鋁灰、硫酸為原料，接與PAFC相同的工藝過(guò)程制備PAFS。也可在反應(yīng)器中，依次加入硫酸亞鐵、硫酸鋁、水、硫酸及硝酸鋁，通入空氣并進(jìn)行攪拌，氧化、水解、聚合反應(yīng)約0.5h，得到紅棕色透明液體，鹽基度達(dá)19%，ρ(Fe3+)161.4g/L，ρ(Al3+)7.0g/L。PAFS用于煉油工業(yè)廢水的處理，采用浮選法和投加PAFS(8或10mg/L)，去油率達(dá)99%，COD降低88.5%。PAFS用于污泥脫水，具有最佳投加量小，濾餅含水率低，濾液透光性好，澄清度高等特點(diǎn)。其效果均明顯優(yōu)于PAC和PFS[7-10]。

　　1.3聚合硅酸鋁鐵(PSAF)

　　通常將高模數(shù)(M≥3.0)的水玻璃稀釋，在快速攪拌下滴加稀硫酸，至pH值約為5.7，放置一段時(shí)間后使其聚合，然后加入硫酸鋁和硫酸鐵溶液，陳化一段時(shí)間后即得PSAF。它是透明、均一、呈紅褐色的溶液，穩(wěn)定性好，可放置2-3個(gè)月。用n(Fe)/n(Al)=1：3，n(SiO2)/n(Fe+Al)=l：3的PSAF，在pH=10的條件下，可使合成洗滌劑廢水中的LAS去除率達(dá)到90%以上。用于松花江水的除濁處理，處理后的殘余濁度小(1.6度)，完全符合我國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。其它文獻(xiàn)也說(shuō)明PSAF具有較優(yōu)的混凝性能，其用量少，適宜的pH值范圍較寬，形成礬花迅速，并且絮體粗大結(jié)實(shí)，是一種有發(fā)展前途的凈水劑[11-16]。

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