優(yōu)先發(fā)展高效、廉價(jià)的凝聚劑, 是提高水質(zhì)凈化效能、降低制水成本的重要保證, 意義重大。因?yàn)樵谒幚眍I(lǐng)域中, 凝聚工藝是水和廢水處理zui為普遍的關(guān)鍵操作單元, 其處理效果在很大程度上決定后續(xù)工藝的運(yùn)行工況、出水水質(zhì)和制水成本。凝聚處理能否高效關(guān)鍵在于適當(dāng)?shù)剡x擇和使用凝聚劑。本文重點(diǎn)介紹聚合氯化鋁的電化學(xué)制備及其凝聚作用。
聚合氯化鋁是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)量zui多, 應(yīng)用也的絮凝劑, 它的制備始于60年代的日本, 近年來(lái)在我國(guó)發(fā)展迅速。以聚合鋁為基本原料,還可衍生制備出多種復(fù)合型的無(wú)機(jī)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(jìn)而提高水的凈化效果。
我國(guó)聚合氯化鋁的生產(chǎn)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(chǎn)品多為粗制品; 2、以工業(yè)*凝膠為原料, 采用鹽酸熱壓溶一步或兩步法制備, 因近年來(lái)原料價(jià)格持續(xù)上漲, 生產(chǎn)成本較高; 3、鋁酸鈣粉酸溶-堿調(diào)法, 此法制備成本較低, 易得固體產(chǎn)品, 但液體產(chǎn)品混濁, 雜質(zhì)較多且不易過(guò)濾或靜置去除。為克服上述方法的不足, 我們利用電化學(xué)原理, 嘗試了聚合氯化鋁的電化學(xué)制備方法研究, 考察了產(chǎn)品的性能。
聚合氯化鋁的電化學(xué)制備
1.1電化反應(yīng)設(shè)計(jì)
普通熱化學(xué)反應(yīng)Al+H+Al3++H2,反應(yīng)主要發(fā)生在金屬鋁的表面上, 因反應(yīng)放熱會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱、暴沸, 也會(huì)造成鋁漂浮現(xiàn)象。按電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行時(shí), 因H2的析出是在正極( 陰極) 上進(jìn)行, 故可避免熱化學(xué)反應(yīng)的不足。另外, 因工業(yè)鹽酸中含有鐵離子, 故溶液有顏色, 設(shè)計(jì)成電化學(xué)反應(yīng)后,因H2 的析出受過(guò)電位的影響會(huì)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(wú)色透明狀, 提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
1.2電化學(xué)反應(yīng)裝置,通過(guò)設(shè)計(jì)此反應(yīng)裝置可使H2 的產(chǎn)生發(fā)生在下部, 其上浮使溶液產(chǎn)生定向流動(dòng), 既可使溶液均勻也可防止過(guò)熱等現(xiàn)象的發(fā)生, 使反應(yīng)溫和地進(jìn)行。
2聚合氯化鋁性質(zhì)分析對(duì)制備的聚合氯化鋁進(jìn)行了性質(zhì)分析, 制備的產(chǎn)品為淡灰色, 經(jīng)靜置3h 后, 成無(wú)色透明溶液。性質(zhì)分析表明, 經(jīng)本法制備的聚合氯化鋁符合化工部標(biāo)準(zhǔn)。
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(jīng)電化學(xué)法制備的聚合氯化鋁為絮凝劑對(duì)濁度為50NTU的原水進(jìn)行除濁性能試驗(yàn)。在聚合氯化鋁加入量達(dá)0.2ml/L后,水中殘余濁度達(dá)zui低值, 再增加用量, 效果亦無(wú)大變化(殘余濁度的測(cè)定方法是,經(jīng)混凝后靜置8min,取上清液測(cè)濁度)。實(shí)驗(yàn)表明, 經(jīng)本法制備的聚合氯化鋁除濁性能優(yōu)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(wú)機(jī)高分子絮凝劑較普通無(wú)機(jī)鹽具有更佳的處理效果。
4 結(jié)論
(1) 電化學(xué)法制備聚合氯化鋁, 反應(yīng)溫和, 易控制, 適合批量生產(chǎn), 特別是對(duì)小量用戶(hù)可采用此法自行制備;
(2) 經(jīng)電化學(xué)法制備的聚合氯化鋁除濁用量少, 除COD 和脫色性能優(yōu)于Al2(SO4)3

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