羟基聚合氯化铝的絮凝形态学

羟基聚合氯化铝的絮凝形态学汤　鸿　霄(中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室,北京,100085)摘要　羟基聚合物的形态转化是无机高分子絮凝剂的核心问题.其形态学应包括研制、生产和应用三方面内容.铝的羟基聚合物形态主要有六员环连续模式和聚十三铝聚集模式两类论点.形态控制参数应以水解度和碱化度并用.Ferron逐时络合比色法可作为形态分类常规测定方法.聚十三铝的生成条件是提高聚合铝絮凝效能的重要研究方向.它具有相对稳定性,但在自发水解中很难生成.羟基聚合物与颗粒物的相互作用机理特征介于传统混凝剂和有机高分子絮凝剂之间.关键词　　形态学;羟基聚合物;水解度;聚十三铝;颗粒物.1　无机高分子絮凝剂的形态学混凝过程(混和、凝聚、絮凝)是用水和废水处理工艺中应用最普遍的关键环节之一,它在很大程度上影响着后续流程的运行工况、最终出水质量和成本费用,因而成为环境工程中重要的科技研究开发领域.高效的混凝技术系统应该由优异的絮凝剂、反应器和自控投药三方面紧密组合而成,其中絮凝剂的特性及形态转化又起着核心作用.水处理无机高分子絮凝剂近年来有迅速的发展,再加上在我国市场上形成热点的复合型絮凝剂,出现的品种很多,已可归纳成系列,如表1所示.不过就它们的基本实体而言,主要都是铝盐和铁盐的水解过程中间产物与不同阴离子和负电溶胶的结合体,亦即各种类型的羟基多核络合物或无机高分子化合物.表1　无机高分子絮凝剂的品种系列Table1　Seriesofinorganicpolymerflocculants聚合氯化铝PAC,PACl聚合氯化铁PFC阳离子型聚合硫酸铝PAS聚合硫酸铁PFS聚合磷酸铝PAP聚合磷酸铁PFP阴离子型活化硅酸ASI聚合硅酸PSI聚合氯化铝铁PAFC聚合硫酸铝铁PAFS无机复合型聚合硅酸铝PASI聚合硅酸铁PFSI聚合硅酸铝铁PAFSI聚合磷酸铝铁PAFP聚合铝2聚丙烯酰胺聚合铁2聚丙烯酰胺无机有机复合型聚合铝2甲壳素聚合铁2甲壳素聚合铝2其他有机高分子聚合铁2其他有机高分子铝盐和铁盐在水溶液中水解2络合2聚合2胶凝2沉淀2晶化等系列反应过程中的形态转化及分布,一直是历年化学文献中研究与争论的热点,其定量规律迄今尚无统一定论.因此,研究其溶液化学及形态分布规律,仍是发展高效絮凝剂的重要理论前提.它们与各种阴离子、溶胶以及有机高分子结合的形态结构,以及不同制备过程中的