對新形勢下聚合鋁凈水劑降低飲用水中含鐵量的實(shí)驗(yàn)分析

曹樂衛(wèi)　寧宇蓉　羅衛(wèi)國

（西安市自來水有限公司　陜西　西安　710082）

對新形勢下聚合鋁凈水劑降低飲用水中含鐵量的實(shí)驗(yàn)分析

曹樂衛(wèi)寧宇蓉羅衛(wèi)國

（西安市自來水有限公司陜西西安710082）

自進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，同時(shí)也為我國帶來了許多新的挑戰(zhàn)和新的問題。其中重要一項(xiàng)就是環(huán)境污染中水環(huán)境污染問題嚴(yán)重，導(dǎo)致水資源匱乏，這一問題現(xiàn)在已經(jīng)成為全球所面臨的重大環(huán)境危機(jī)之一。因此，在這種新形勢下我們面臨著如何更好地改善水質(zhì)惡化和污染，是水處理技術(shù)領(lǐng)域面臨的重要問題。本文主要是通過實(shí)驗(yàn)來分析在新形勢下聚合鋁凈水劑對降低飲用水中含鐵量的作用，其中包括實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的現(xiàn)象。

新形勢；聚合鋁凈水劑；降低；飲用水含鐵量；實(shí)驗(yàn)分析

1　聚合氯化鋁用途分析

首先，聚合氯化鋁是一種無機(jī)高分子混凝劑，主要是作為凈水材料使用。工作原理是由于聚合氯化鋁中氫氧根離子的架橋作用和多價(jià)陰離子的聚合作用而生產(chǎn)的分子量較大且電荷較高，從而具有吸附、凝聚、沉淀等性能的無機(jī)高分子水處理藥劑。就目前我國的情況來看，聚合氯化鋁在水污染處理問題上的使用范圍已經(jīng)相當(dāng)廣了，比如凈化城市的河流水、水庫水以及地下水的排水；城市的污水處理和凈化工業(yè)給水，對工業(yè)廢水和廢渣中的有用物質(zhì)進(jìn)行回收，比如促進(jìn)洗煤廢水中煤粉的沉降，淀粉制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)對淀粉的回收；對衣物布匹具有防皺功效；在醫(yī)藥精制方面和化妝品制業(yè)也有涉及；因起凝聚作用還可用于水泥的速凝。總之用途頗豐。

2　聚合氯化鋁使用方法研究

聚合氯化鋁在不同的水質(zhì)中有不同的投加量，可以根據(jù)原水的不同渾濁度，測定最佳投加量。一般投加的原則有：①在低濁度的水中，一般是將固體的聚合氯化鋁產(chǎn)品按照1：3的比例加自來水進(jìn)行稀釋，同時(shí)進(jìn)行攪拌直到固體的聚合氯化鋁完全溶解。②在生活用水和生產(chǎn)產(chǎn)生的污水中，必須參照每噸污水先投加30g左右的聚合氯化鋁產(chǎn)品。然后投加稀釋之后的聚丙烯酰胺產(chǎn)品，如果效果不是很明顯，可以根據(jù)實(shí)際情況酌情減少或增加聚合氯化鋁產(chǎn)品的投加量。③在造紙廠污水處理中，和在低濁度水中的投放比例配置是一樣的，不過如果效果不明顯可以酌量添加。④原水濁度在100～500mg/L時(shí)，投加量為5～10mg即每千噸水投量為5～10kg，用前最好可以根據(jù)水質(zhì)的特性進(jìn)行小試，選出最佳值，然后投用。在投加聚合氯化鋁產(chǎn)品時(shí)有一個(gè)最佳pH值為3.5～5.0，選擇最佳pH值投加，可以發(fā)揮混凝的最大效益。

3　聚合氯化鋁混凝過程研討

聚合氯化鋁混凝過程主要有四個(gè)階段：①凝聚階段，這一階段主要是聚合氯化鋁藥液注入混凝池后和原水快速混凝，并在極短時(shí)間內(nèi)形成微細(xì)礬花的過程。這個(gè)階段的主要表現(xiàn)為水體變得更加的渾濁，同時(shí)要求水流能夠到達(dá)可以產(chǎn)生激烈的湍流階段。這個(gè)階段過程中實(shí)驗(yàn)中燒杯的攪拌時(shí)間一般應(yīng)該不超過兩分鐘，保持快速攪拌。②絮凝階段，也就是礬花成長變粗的過程，這一階段要求保持適當(dāng)?shù)耐牧鞒潭群捅ＷC足夠的停留時(shí)間，一般為10～15min，到這一階段的后期可以觀察到大量的礬花聚集并緩緩下沉，形成表面清晰層。③沉降階段，它是在沉降池中進(jìn)行的絮凝物沉降過程，要求水流緩慢，為了提高效率可以采用斜管或者板式的沉降池，最好采用氣浮法分離絮凝物，這個(gè)時(shí)候可以看見大量的粗大礬花因?yàn)樾惫埽ò澹┍谧钃醵练e在池底，上層水為澄清水，剩下的粒徑小、密度小的礬花一邊緩緩下降，一邊繼續(xù)相互碰撞結(jié)大，至后期余濁基本不變。④強(qiáng)化過濾階段，這一階段主要需要西湖一的就是合理選用濾層結(jié)構(gòu)和助濾劑，以提高濾池的去除率，它是提高水質(zhì)的重要措施。

4　聚合氯化鋁制備方法研討

聚合氯化鋁的制備方法有很多種，根據(jù)原材料的不同，可以分為金屬鋁法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁法、氯化鋁法等。①金屬鋁法，采用這種制備方法合成聚合氯化鋁的原料主要是鋁加工的下腳料，按照一定的配比在攪拌過程中緩慢加入鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)熟化聚合、沉降制得液體聚合氯化鋁，再經(jīng)果稀釋、過濾、濃縮和干燥等過程得到聚合氯化鋁。②氫氧化鋁法，由于氫氧化鋁粉的純度比較高，合成的聚合氯化鋁重金屬等的有毒物質(zhì)含量會(huì)相對比較低，這種制備方法一般是采用加熱加壓酸溶的生產(chǎn)工藝。由于這種工藝比較簡單，但生產(chǎn)的聚合氯化鋁的鹽基度較低，因此一般采用氫氧化鋁加溫加壓酸溶再加上鋁酸鈣礦粉中和兩道工序。③三氧化鋁法，含三氧化二鋁的原料主要有三水鋁石、鋁釩土、高嶺土、煤矸石等。該生產(chǎn)工藝可分為兩步：第一步是得到結(jié)晶氯化鋁，第二步是通過熱解法或中和法得到聚合氯化鋁。④氯化鋁法，采用氯化鋁粉為原料，加工聚合氯化鋁。這種方法應(yīng)用最為普遍，可用結(jié)晶氯化鋁于170℃進(jìn)行沸騰熱解，加水熟化聚合，再經(jīng)固化，干燥制得。⑤堿溶法，先將鋁灰與氫氧化鈉反應(yīng)得到鋁酸鈉溶液，再用鹽酸調(diào)pH值，制得聚合氯化鋁溶液。這種方法的制得的產(chǎn)品顏色外觀較好，水不溶物較少，但氯化鈉含量高，原材料消耗高，溶液氧化鋁含量低，工業(yè)化生產(chǎn)成本較大，一般比較少采用。

5　聚合氯化鋁降低飲用水中含鐵量措施

5.1壓縮雙電層分析

膠團(tuán)雙電層的構(gòu)造決定了在膠粒表面處反離子的濃度最大，隨著膠粒表面向外的距離越大則反離子濃度越低，最終與溶液中離子濃度相等。當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液中離子濃度增高，而擴(kuò)散層的厚度減小。

5.2吸附電中和分析

吸附電中和作用指粒表面對異號離子，異號膠?；蜴湢铍x分子帶異號電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了它的部分電荷，減少了靜電斥力，因而容易與其它顆粒接近而互相吸附。此時(shí)靜電引力常是這些作用的主要方面，但在不少的情況下，其它的作用了超過靜電引力。

5.3吸附架橋作用研究

吸附架橋作用機(jī)理主要是指高分子物質(zhì)與膠粒的吸附與橋連，也可以理解成兩個(gè)大的同號膠粒中間由于有一個(gè)異號膠粒而連接在一起。由于高分子絮凝劑具有線性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，它們有能和膠粒表面某些部位起作用的化學(xué)基團(tuán)，當(dāng)高聚合物與膠粒接觸時(shí)，基團(tuán)能與膠粒表面產(chǎn)生特殊的反應(yīng)而相互吸附，而高聚物分子的其余部分則伸展在溶液中，可以與另一個(gè)表面有空位的膠粒吸附，這樣聚合物就起了架橋連接的作用。

5.4沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理研究

當(dāng)金屬鹽或金屬氧化物和氫氧化物作凝聚劑時(shí)，當(dāng)投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽時(shí)，水中的膠?？杀贿@些沉淀物在形成時(shí)所網(wǎng)捕。當(dāng)沉淀物在中性和酸性pH范圍內(nèi)時(shí)，沉淀速度可因溶液中存在陰離子而加快。此外水中膠粒本身可作為這些金屬氧氧化物沉淀物形成的核心，所以凝聚劑最佳投加量與被除去物質(zhì)的濃度成反比，即膠粒越多，金屬凝聚劑投加量越少。

6　結(jié)束語

對新形勢下聚合鋁凈水劑降低飲用水中含鐵量的實(shí)驗(yàn)分析表明這是一個(gè)復(fù)雜性的問題，在這項(xiàng)研究工作中還存在許多的的問題，其中相關(guān)工作必須要嚴(yán)格遵守相關(guān)的法律規(guī)范和行業(yè)原則，認(rèn)真做好工作過程中的每項(xiàng)工作，提高工作質(zhì)量。經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際情況相結(jié)合，收集和分析在工作過程中遇到的問題，結(jié)合實(shí)際情況，注重相關(guān)注意事項(xiàng)制定相應(yīng)的解決措施。

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1673-0038（2015）39-0311-02

2015-9-13

曹樂衛(wèi)（1970-），女，工程師，大學(xué)本科，主要從事水質(zhì)分析工作。