聚铝硅絮凝剂的制备及形态分布研究

第28卷第4期山�西�化�工Vol.28�No.42008年8月SHANXICHEMICALINDUSTRYAug.2008收稿日期:2008�03�10作者简介:许佩瑶,女,1965年出生,1999年毕业于华北电力大学,博士研究生,副教授,主要从事水和废水处理方面的教学与研究工作。�科研与开发聚铝硅絮凝剂的制备及形态分布研究许佩瑶,�贾丽娟,�王�伟(华北电力大学环境科学与工程学院,河北�保定�071003)摘要:采用复合法制备了具有不同碱化度、不同铝硅摩尔比的一系列聚合硅酸硫酸铝(PASS),并对不同pH值的印染废水进行了处理。用Al�Ferron逐时络合比色法研究了PASS的形态分布,分析了各因素对PASS形态分布的影响,最终得出了聚铝硅絮凝剂的最佳制备条件。关键词:聚合硅酸硫酸铝;Al�Ferron逐时络合比色法;絮凝剂;形态分布;废水处理中图分类号:TQ085,TQ314.233��文献标识码:A��文章编号:1004�7050(2008)04�0009�04引�言聚铝硅絮凝剂(PASS)是以聚合铝为基础,将聚硅酸引入到聚铝中的一类新型无机高分子复合絮凝剂。PASS含有较多的具有良好凝聚效果的反应性铝和聚硅酸,在胶体的混凝过程中可同时发生静电中和、吸附架桥及网捕三种功能,并且由于铝离子与硅酸之间存在着吸附作用,而使聚硅酸具有一定的稳定性[1�3]。聚铝硅絮凝剂结合了聚硅酸和聚合铝的优点,其絮凝性能优于单独的聚硅酸和聚合铝,而且具有原料来源广,价格低廉,混凝处理中絮体颗粒大、沉降快、用量少及残留铝含量低等优点,因此引起了水处理领域的极大关注[4],成为国内外无机絮凝剂研制的一个热点。与传统制备方法不同,复合法[5,6]制得的聚合硅酸硫酸铝的稳定性有了很大的提高。本文通过对印染废水的处理及其形态分布的研究,得出制备PASS的最佳工艺条件。1�实验部分1.1�主要仪器及试剂78�1型磁力加热搅拌器;pH值酸度计;722光栅分光光度计。氢氧化钠,硅酸钠,硫酸铝,以上均为分析纯。1.2�高聚硅酸的制备高聚硅酸溶液是通过去除碱金属的处理方法制得的,其中碱金属浓度很低[7]。所制的低碱金属溶液一旦处于凝胶状态,可以通过使其静置水浴而恢复到溶液状态。硅酸凝胶速度受pH值、二氧化硅浓度及温度的影响,其中pH值的影响最大。高聚硅酸的制备方法:1)配制二氧化硅浓度为0.2mol/L的硅酸钠溶液;2)溶液与H离子交换树脂混合,并不停地搅拌;3)快速过滤树脂和溶液的混合体;4)将滤液凝胶(用盐酸调节溶液pH值到7左右,很快出现凝胶),凝胶后的胶体在60�水浴下恒温24h后进行活化。所得高聚硅酸稳定性高,能保存12d不出现凝胶现象(传统方法制得的聚硅酸一般能稳定存在2d)。1.3�聚合硫酸铝的制备取一定量的0.05moL/LAl2(SO4)3溶液置于烧杯中,根据不同碱化度要求,在磁力搅拌器的高速搅拌下,采用微量滴碱法加入一定体积的1mol/LNaOH溶液,制得聚合硫酸铝。1.4�PASS的制备在磁力搅拌器的高速搅拌下,将高聚硅酸逐滴加入不同碱化度的聚合硫酸铝溶液中,所得物质即为PASS。根据碱化度和铝硅摩尔比的不同,制备出9种所需的PASS,如表1所示。2�结果与讨论2.1�PASS处理印染废水絮凝实验采用正交实验设计。选择碱化度(B)、铝硅摩尔比和水样的pH值为3因素,并根据实际经验选择了各自的3个水平,在波长320nm下测定PASS对印染废水的色度去除率和COD去除率。PASS对印染废水的处理结果如表1所示。表1�絮凝实验结果实验号B值n(Al)/n(Si)水样的pH值空白样色度去除率/%COD去除率/%11(0.50)1(1.0)1(9.51)112.323.1321(0.50)2(0.5)2(7.00)2011.0831(0.50)3(2.0)3(4.21)314.8618.8042(1.00)1(1.0)2(7.04)314.4913.0152(1.00)2(0.5)3(4.22)1039.5262(1.00)3(2.0)1(9.52)215.3227.4773(0.75)1(1.0)3(4.24)212.3237.3583(0.75)2(0.5)1(9.48)3039.0493(0.75)3(2.0)2(6.99)114.4947.71色度COD色度COD色度COD色度CODK127.1833.0139.1353.4927.5569.6426.8190.36K229.8180.00089.6428.9871.8027.5575.90K326.81124.144.5893.9827.1895.6729.3570.85Ri3.0091.0944.5840.491.826.032.5419.51��由表1可看出,水样pH值对色度去除率影响