聚合氯化鋁投加量的分析與實驗

發布時間：16-12-02 08:27:25 來源：鄭州億升化工有限公司 瀏覽次數：

實驗部分 儀器與試劑
儀器：MY3000-6A-2混凝試驗攪拌儀
722-s可見光柵分光光度計
pHS-3C精密pH計
調節式萬用電爐
BS 210 S分析天平
500mL全玻璃回流裝置。
試劑：98%的濃硫酸，硫酸銀，硫酸鋁，硅藻土,蒸餾水,重鉻酸鉀標準液(CK2Cr2O7=0.25mol/L)試亞鐵靈指示液,硫酸亞鐵胺標準液[C(NH4)2Fe(SO4)2≈0.1mol]:
藥品：固體聚合氯化鋁，固體聚合氯化鋁鐵，固體聚合硫酸鐵鋁，固體聚合氯化鐵，均由億升化工提供。
本文研究的固體聚合氯化鋁絮凝劑，為淡黃色固體，其氧化鋁（Al2O3）的含量≥28.0%，鹽基度在45.0%～85.0%之間，水不溶物的含量≤3.0%，1%水溶液的pH值在3.5～5.0之間。以上所用藥品均為分析純級別。
分析內容與方法 
研究聚合氯化鋁對印染廢水的絮凝效果，找出佳加入量與佳pH值，并討論它們對聚合氯化鋁絮凝效果的影響。
探討攪拌強度、攪拌時間、沉降時間對聚合氯化鋁絮凝效果的影響。
比較聚合氯化鋁和硫酸鋁對印染廢水的絮凝效果。
比較聚合氯化鋁對不同廢水的絮凝效果。
比較聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵鋁、聚合氯化鋁鐵對印染廢水的絮凝效果。
印染廢水水質分析
顏色：藍紫色；pH：7.86；CODCr：415.7mg/L；濁度：436.2 NTU
結果與討論
PAC絮凝劑的加入量對該水樣的pH影響不大，其加入量應在400～600mg/L之間。此時，PAC絮凝劑對CODCr、濁度都有很好的處理效果。若加入量較少，則不能很好地使膠體脫穩，不足以將膠粒架橋聯接起來，導致形成的絮體不夠多、大，不能起到很好的吸附卷掃作用，絮凝效果不夠理想。若偏多，則會使膠粒的吸附面均被無機PAC高分子覆蓋，兩膠粒接近時，就受到高分子之間的相互排斥而不能聚集，產生“膠體保護”作用，使絮凝效果下降，甚至重新穩定，即“再穩”。在實驗過程中，我們發現，PAC對印染廢水的脫色效果也很明顯。原水樣的顏色為藍紫色，加入PAC后，顏色明顯變淺，至佳絮凝效果時，基本上呈透明色。而由以上曲線可以看出，峰值出現在PAC加入量為500mg/L時。此時，效果佳，CODCr去除率達69.58%，濁度去除率達81.73%。故確定PAC的佳加入量為500mg/L。
pH值對CODCr、濁度去除率的影響
一 般來講，在絮凝反應中，pH值的影響是非常大的，它對膠體表面電荷的Zeta(ζ)電位，混凝劑的性質和作用等都有很大的影響。不同的混凝劑都有其佳的混凝區域。pH值調整的恰當，就可以節約大量的藥劑，降低成本，并且能夠使絮凝作用發揮得完全，絮凝效果好；反之，pH值選擇不恰當，輕者影響混凝效果，重者不能形成絮凝沉淀，甚至使已形成的絮凝體重新變成膠體溶液。PAC的水解聚合形態強烈地依附于水體的pH值。在低pH值時，PAC的水解形態為單體形式，在中性范圍內為多核水解產物Al7(OH)174+、Al6(OH)153+,高pH值時為Al(OH)3、Al(OH)4-。在中性與弱堿條件下，PAC絮凝劑對CODCr、濁度的處理效果受影響的程度不大，仍有著較高的去除率。而且，在實驗過程中，pH值對PAC的脫色效果影響也不大。其中，CODCr去除率達到72.63%，濁度去除率達到87.14%。確定PAC的佳絮凝pH為8。
攪拌強度、攪拌時間對CODCr、濁度去除率的影響
通過實驗得知，對于該水樣，攪拌強度對PAC的絮凝效果一定的影響，但不是很大。當攪拌強度較小時，CODCr的去除率僅比優絮凝條件下低5%，濁度去除率低8%左右；當攪拌強度較大時，CODCr、濁度去除率差，分別只為63.28%、75.13%。由此，我們可以看出，當攪拌強度過小時，不利于絮凝劑與顆粒物的充分接觸；當攪拌強度過大時，則容易將大顆粒的固體攪碎變成小顆粒，將能夠沉淀的顆粒攪碎變成不能沉淀的顆粒，同樣降低了絮凝效果。接著，我們討論攪拌時間對CODCr、濁度去除率的影響。取三份水樣，調節溶液pH值到8，再加入0.1g/200mL PAC絮凝劑，以150r/min分別攪拌2min、10min、20min,靜置沉降20min,取上層清液，考察攪拌時間對CODCr、濁度去除率的影響。
實驗結果
以PAC為絮凝劑，對水樣處理進行了工藝參數優化試驗，得出了實驗佳工藝條件：聚合氯化鋁佳投加質量濃度為500mg/L，絮凝pH值為8，絮凝攪拌強度和作用時間分別為150r/min和10min，沉降時間為20min。通過混凝法的處理，使出水CODCr從415.7mg/L降至113.8mg/L，去除率達73%；濁度從436.2 NTU降至56.1 NTU，去除率達87%,達到二級排放標準。
通過試驗，我們發現，PAC的加入量是其絮凝效果的決定因素，而其良好的適應pH變化的性能也使得pH值對絮凝效果的影響不大。攪拌強度、攪拌時間對PAC的絮凝效果有較小的影響。沉降時間對其絮凝效果的影響也不大。
通過PAC與AS絮凝實驗的對比，聚鋁PAC絮凝劑的性能要明顯優于單分子鋁AS。
通過PAC絮凝劑對不同廢水、不同絮凝劑對印染廢水的橫、縱向的對比，本文進一步探討了聚鋁在對低濁原水處理能力強、適應pH變化能力強等方面的優勢。同時，也研究了它與復合型絮凝劑相比所不足的方面，即起作用的金屬離子成分單一，不夠多元化