新型凝膠法制備PAC及其在除藻、低溫低濁水處理中的應(yīng)用.pdf

1、聚合氯化鋁PAC是一種應(yīng)用廣泛的無機(jī)高分子絮凝劑，具備使用投加量少、混凝效率高、凈水性能好、改變水體pH程度不大等眾多優(yōu)點(diǎn)。PAC常用的制備方法很多，包括酸溶二步法、堿溶法等。工業(yè)制備PAC常采用酸溶二步法，這種方法需高溫高壓的生產(chǎn)條件。生產(chǎn)過程中，“酸溶”會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生很強(qiáng)腐蝕性，較長的制備時(shí)間嚴(yán)重限制生產(chǎn)效率。同時(shí)，工業(yè)制備方法所生產(chǎn)的PAC雜質(zhì)含量高，純度低。因此，有必要研制一種生產(chǎn)條件溫和、生產(chǎn)時(shí)間短、純度高、性能好的PAC的制備

2、方法。
　　論文研制一種新型凝膠法去制備高純度PAC。以工業(yè)級(jí)Al(OH)3作原料，在微沸的條件下與微過量堿液快速反應(yīng)得到偏鋁酸鈉溶液后，加鹽酸調(diào)節(jié)鹽基度即可制得Alb含量很高的PAC。研究了Al(OH)3與堿液配比、鹽酸溶液濃度及滴加速度、加熱時(shí)間、加熱溫度等因素對(duì)制備PAC鋁形態(tài)的影響。用Al-Ferron逐時(shí)絡(luò)合光度法對(duì)新型凝膠法PAC進(jìn)行了鋁形態(tài)含量計(jì)算，并用核磁共振、紅外光譜、XRD等技術(shù)手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。最后，考察

3、了自制PAC對(duì)含藻模擬水樣及低溫低濁嘉陵江水源水的去除效果，并定性分析絮凝機(jī)理。
　　通過單因素實(shí)驗(yàn)研究，確定并得到凝膠法PAC的優(yōu)化合成條件為：當(dāng)Al(OH)3與NaOH的配比為后者微過量，即Al(OH)3：NaOH=1.00mol:1.50mol；HCl溶液濃度為6.19mol/L，其滴加速度為15.0mL/min，加熱溫度為80℃，加熱時(shí)間為0.5—1.0h。新型凝膠法具有制備條件溫和，反應(yīng)時(shí)間較短，產(chǎn)品雜質(zhì)少，純度高，Al

4、b含量高等優(yōu)點(diǎn)。
　　通過核磁共振圖譜分析，最優(yōu)條件制備的，OH/Al=2.0的 PAC產(chǎn)品中有豐富Al13結(jié)構(gòu)及類Al13化合態(tài)，且將NMR圖譜計(jì)算的特定鋁形態(tài)含量與Al-Ferron逐時(shí)絡(luò)合光度法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。通過XRD分析可知，隨著鹽基度的增大，產(chǎn)品中代表Al13結(jié)構(gòu)的含量增大，并在OH/Al=2.0時(shí)出現(xiàn)非常明顯的代表Al13結(jié)構(gòu)的2-Theta。通過紅外分析可知，新型凝膠法PAC中存在Al-OH及H-OH基團(tuán)，

5、高鹽基度PAC產(chǎn)品含較多多核羥基絡(luò)合物。同時(shí)，用掃描電鏡研究了自制PAC的形貌構(gòu)象。用自制PAC及幾種市售絮凝劑除藻，將形成的絮體預(yù)處理后拍攝SEM圖像。SEM結(jié)果顯示自制PAC-藻類絮體結(jié)構(gòu)十分緊密，而且絮體粒徑最大。
　　將新型凝膠法PAC用于含藻模擬水樣的處理。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，OH/Al=2.0的自制PAC，在投加量=6.6mg/L時(shí)對(duì)除濁=30NTU的含藻水樣有很好的去除效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，自制PAC在一定溫度范圍內(nèi)及一定初

6、濁范圍內(nèi)都有很好的除濁、除藻能力，同時(shí)保證出水殘余鋁濃度低于0.2mg/L。用微生物倒置顯微鏡觀測了不同投加量及不同鹽基度PAC的除藻絮體。結(jié)合Zeta電位分析自制PAC的除藻絮凝機(jī)理，分析發(fā)現(xiàn)主要是電性中和，其次是網(wǎng)撲卷掃作用。
　　將自制PAC用于低溫低濁嘉陵江水源水的處理，考察了其對(duì)濁度、葉綠素、高錳酸鹽指數(shù)、UV254的去除能力。OH/Al=2.0自制PAC在投量范圍=15.4—22.0mg/L內(nèi)具有很好的綜合除污能力，并