優先發展高效、廉價的凝聚劑, 是提高水質凈化效能、降低制水成本的重要保證, 意義重大。因為在水處理領域中, 凝聚工藝是水和廢水處理zui為普遍的關鍵操作單元, 其處理效果在很大程度上決定后續工藝的運行工況、出水水質和制水成本。凝聚處理能否高效關鍵在于適當地選擇和使用凝聚劑。本文重點介紹聚合氯化鋁的電化學制備及其凝聚作用。
聚合氯化鋁是當前工業生產量zui多, 應用也的絮凝劑, 它的制備始于60年代的日本, 近年來在我國發展迅速。以聚合鋁為基本原料,還可衍生制備出多種復合型的無機高分子絮凝劑。在聚合鋁中引入少量SO2-4、PO3-4可分別制成聚硫氯化鋁、聚磷氯化鋁, 利用陰離子的增聚作用,提高聚合度進而提高水的凈化效果。
我國聚合氯化鋁的生產始于70年代, 方法有: 1、廢鋁灰、煤矸石、鋁礬土酸溶法或堿溶法, 此法得到的產品多為粗制品; 2、以工業*凝膠為原料, 采用鹽酸熱壓溶一步或兩步法制備, 因近年來原料價格持續上漲, 生產成本較高; 3、鋁酸鈣粉酸溶-堿調法, 此法制備成本較低, 易得固體產品, 但液體產品混濁, 雜質較多且不易過濾或靜置去除。為克服上述方法的不足, 我們利用電化學原理, 嘗試了聚合氯化鋁的電化學制備方法研究, 考察了產品的性能。
聚合氯化鋁的電化學制備
1.1電化反應設計
普通熱化學反應Al+H+Al3++H2,反應主要發生在金屬鋁的表面上, 因反應放熱會產生局部過熱、暴沸, 也會造成鋁漂浮現象。按電化學反應進行時, 因H2的析出是在正極( 陰極) 上進行, 故可避免熱化學反應的不足。另外, 因工業鹽酸中含有鐵離子, 故溶液有顏色, 設計成電化學反應后,因H2 的析出受過電位的影響會滯后, 而使溶液中的金屬離子鐵等在正極上先析出, 溶液呈無色透明狀, 提高了產品質量。
1.2電化學反應裝置,通過設計此反應裝置可使H2 的產生發生在下部, 其上浮使溶液產生定向流動, 既可使溶液均勻也可防止過熱等現象的發生, 使反應溫和地進行。
2聚合氯化鋁性質分析對制備的聚合氯化鋁進行了性質分析, 制備的產品為淡灰色, 經靜置3h 后, 成無色透明溶液。性質分析表明, 經本法制備的聚合氯化鋁符合化工部標準。
3、聚合氯化鋁的性能研究
3.1除濁性能
在維持水的pH=7.0的條件下,以經電化學法制備的聚合氯化鋁為絮凝劑對濁度為50NTU的原水進行除濁性能試驗。在聚合氯化鋁加入量達0.2ml/L后,水中殘余濁度達zui低值, 再增加用量, 效果亦無大變化(殘余濁度的測定方法是,經混凝后靜置8min,取上清液測濁度)。實驗表明, 經本法制備的聚合氯化鋁除濁性能優良。
3.2 除COD和脫色性能
以本法制備的聚合氯化鋁及Al2 ( SO4 ) 3 為絮凝劑處理某染料廢水。聚合氯化鋁較Al2(SO4)3具有較好的除COD 和脫色性能, 這反映了無機高分子絮凝劑較普通無機鹽具有更佳的處理效果。
4 結論
(1) 電化學法制備聚合氯化鋁, 反應溫和, 易控制, 適合批量生產, 特別是對小量用戶可采用此法自行制備;
(2) 經電化學法制備的聚合氯化鋁除濁用量少, 除COD 和脫色性能優于Al2(SO4)3
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