聚合氯化铝铁PAFC絮凝性能试验研究_武永爱

第39卷第4期辽宁化工Vol.39,No.42010年4月LiaoningChemicalIndustryApril,2010聚合氯化铝铁PAFC絮凝性能试验研究武永爱(山东工业职业学院,山东淄博256414)摘要:利用高铁铝矾土实验制备的聚合氯化铝铁絮凝剂PAFC处理焦化废水,分析得出PAFC投加量在450～500mg/L范围内絮凝处理COD、色度和F-的去除率高,PAFC投加量一定时pH在中性范围三者的去除率高,且实验对比得出聚合氯化铝铁PAFC絮凝性能优于聚合氯化铝PAC。关键词:聚合氯化铝铁;焦化废水;絮凝性能中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1004-0935(2010)04-0381-04聚合氯化铝铁简称PAFC,是近十几年发展起来的一种新型铝铁复合无机絮凝剂,兼有铁盐、铝盐混凝剂的特性,反应速度快,形成絮凝体大、沉降快、过滤性强等,尤其在脱色、去除COD和SS等方面具有独特优点,且克服了铝盐处理后水样残余铝浓度高、沉降速度慢的不足。焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水,其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶和哇琳等几十种污染物,成分复杂,污染物浓度高、色度高、毒性大,性质非常稳定,是一种典型的难降解有机废水。本文利用高铁铝矾土本身含有的铁和铝实验制备一定铝铁比例的聚合铝铁絮凝剂PAFC来处理焦化废水,分析其在不同投加量下絮凝处理COD、色度和F-的去除率(%),投加量一定时不同pH下三者的去除率(%),及对聚合氯化铝PAC和PAFC絮凝性能进行比较。1实验部分1.1PAFC的絮凝机理聚合氯化铝铁絮凝作用机理主要有4点:(1)压缩双电层理论,水处理中PAFC水解提供多核羟基络合物对水中的胶体物质发生絮凝作用。分子量较小的高价络离子被水中的负电性胶粒和悬浮物吸引进入紧密层,起了压缩胶粒的双电层、降低屯电位,使胶粒迅速脱稳聚沉;(2)吸附电中和理论,PAFC在一定条件下水解,生成类似于双亲分子的络离子和多核络离子,这些离子进入液固界面,被电位离子牢固的吸附并中和屯电位,从而使胶体脱稳起吸附电中和的作用;(3)吸附架桥理论,PAFC在溶液中提供大量的高分子络合物及高分子疏水性氢氧化物聚合体,通过羟基桥联作用将高分子聚合体从不规则到规则的排列次序键联在一起发挥吸附架桥作用;(4)网捕卷扫理论,聚合氯化铝铁在铝铁水解共聚过程中形成键联的基础上,键合大量Al(Ⅲ)羟基络合物的Fe(III)羟基络合物胶团相互联接成环,形成网状立体结构,通过吸附和卷扫网捕作用使水溶液中的溶质、胶体或悬浮物颗粒脱稳而产生絮状物或絮状沉淀物。以上四种理论在絮凝过程中交叉进行且保持协调一致[1-2]。1.2PAFC的制备将铝矾土粉碎后,于马弗炉中在800℃下焙烧3h。研磨过120目筛。在常压下,按一定配比将100g铝矾土和20%的工业盐酸加入带有回流冷凝管四口烧瓶中,在95℃下反应3h后,再加人适量铝酸钙粉,在95℃下继续反应4h后,停止加热,陈化24h,得到深红棕色液体即PAFC。1.3絮凝试验山东某焦化厂经A/O生化处理后的沉淀池收稿日期:2010-01-20作者简介:武永爱(1981-),女,助教。出水。水质指标为pH为6～7、COD350mg/L、色度850倍、离子浓度为42g/L。取该废水500mL于烧杯中,用盐酸或氢氧化钠溶液调节水样的pH值,加入一定量的絮凝剂,以150r/min快速搅拌2min,然后以80r/min慢速搅拌8min,停止搅拌,静止沉降15min,在液面下2～3cm处取适量上清液,通过重铬酸钾加热回流法、稀释倍数法和离子选择电极法分别测定混凝后水体的COD、色度及F-。2实验结果与分析焦化废水经PAFC絮凝处理后COD[3]、色度和F-去除率%随投加量和pH的变化见表1和表2所示,PAC和PAFC絮凝性能的比较见表3所示。2.1PAFC在不同投加量下污染物的去除率由表1可知随着PAFC投加量的增加,COD、色度和F-的去除率变化规律保持一致,但又各有其不同。表1不同投加量下的去除率投加量/(mg·L-1)COD去除率,%色度去除率,%F-去除率,%150282033200302342250332545300383448350454250400555055450556262500556064COD随着投加量的增大去除效率逐渐提高,当投加量为450mg/L时,去除率达到55%,之后随投加量增加去除率基本不变;色度随着投加量的增大去除效率逐渐提高,而当投加量为450mg/L时,去除率达到最大值,继续增大投加量去除率反而有所降低;F-随着投加量的增大去除效率逐渐升高,当投加量>450mg/L后,去除率增加缓慢。综合3种污染物的去除率可选最佳投加量范围为450～500mg/L。分析其原因,焦化废水