對新形勢下聚合鋁凈水劑降低飲用水中含鐵量的實驗分析

曹樂衛　寧宇蓉　羅衛國

（西安市自來水有限公司　陜西　西安　710082）

對新形勢下聚合鋁凈水劑降低飲用水中含鐵量的實驗分析

曹樂衛寧宇蓉羅衛國

（西安市自來水有限公司陜西西安710082）

自進入21世紀以來，隨著我國國民經濟的快速發展和社會的不斷進步，同時也為我國帶來了許多新的挑戰和新的問題。其中重要一項就是環境污染中水環境污染問題嚴重，導致水資源匱乏，這一問題現在已經成為全球所面臨的重大環境危機之一。因此，在這種新形勢下我們面臨著如何更好地改善水質惡化和污染，是水處理技術領域面臨的重要問題。本文主要是通過實驗來分析在新形勢下聚合鋁凈水劑對降低飲用水中含鐵量的作用，其中包括實驗的具體內容和實驗反應的現象。

新形勢；聚合鋁凈水劑；降低；飲用水含鐵量；實驗分析

1　聚合氯化鋁用途分析

首先，聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑，主要是作為凈水材料使用。工作原理是由于聚合氯化鋁中氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大且電荷較高，從而具有吸附、凝聚、沉淀等性能的無機高分子水處理藥劑。就目前我國的情況來看，聚合氯化鋁在水污染處理問題上的使用范圍已經相當廣了，比如凈化城市的河流水、水庫水以及地下水的排水；城市的污水處理和凈化工業給水，對工業廢水和廢渣中的有用物質進行回收，比如促進洗煤廢水中煤粉的沉降，淀粉制造業中實現對淀粉的回收；對衣物布匹具有防皺功效；在醫藥精制方面和化妝品制業也有涉及；因起凝聚作用還可用于水泥的速凝?？傊猛绢H豐。

2　聚合氯化鋁使用方法研究

聚合氯化鋁在不同的水質中有不同的投加量，可以根據原水的不同渾濁度，測定最佳投加量。一般投加的原則有：①在低濁度的水中，一般是將固體的聚合氯化鋁產品按照1：3的比例加自來水進行稀釋，同時進行攪拌直到固體的聚合氯化鋁完全溶解。②在生活用水和生產產生的污水中，必須參照每噸污水先投加30g左右的聚合氯化鋁產品。然后投加稀釋之后的聚丙烯酰胺產品，如果效果不是很明顯，可以根據實際情況酌情減少或增加聚合氯化鋁產品的投加量。③在造紙廠污水處理中，和在低濁度水中的投放比例配置是一樣的，不過如果效果不明顯可以酌量添加。④原水濁度在100～500mg/L時，投加量為5～10mg即每千噸水投量為5～10kg，用前最好可以根據水質的特性進行小試，選出最佳值，然后投用。在投加聚合氯化鋁產品時有一個最佳pH值為3.5～5.0，選擇最佳pH值投加，可以發揮混凝的最大效益。

3　聚合氯化鋁混凝過程研討

聚合氯化鋁混凝過程主要有四個階段：①凝聚階段，這一階段主要是聚合氯化鋁藥液注入混凝池后和原水快速混凝，并在極短時間內形成微細礬花的過程。這個階段的主要表現為水體變得更加的渾濁，同時要求水流能夠到達可以產生激烈的湍流階段。這個階段過程中實驗中燒杯的攪拌時間一般應該不超過兩分鐘，保持快速攪拌。②絮凝階段，也就是礬花成長變粗的過程，這一階段要求保持適當的湍流程度和保證足夠的停留時間，一般為10～15min，到這一階段的后期可以觀察到大量的礬花聚集并緩緩下沉，形成表面清晰層。③沉降階段，它是在沉降池中進行的絮凝物沉降過程，要求水流緩慢，為了提高效率可以采用斜管或者板式的沉降池，最好采用氣浮法分離絮凝物，這個時候可以看見大量的粗大礬花因為斜管（板）壁阻擋而沉積在池底，上層水為澄清水，剩下的粒徑小、密度小的礬花一邊緩緩下降，一邊繼續相互碰撞結大，至后期余濁基本不變。④強化過濾階段，這一階段主要需要西湖一的就是合理選用濾層結構和助濾劑，以提高濾池的去除率，它是提高水質的重要措施。

4　聚合氯化鋁制備方法研討

聚合氯化鋁的制備方法有很多種，根據原材料的不同，可以分為金屬鋁法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁法、氯化鋁法等。①金屬鋁法，采用這種制備方法合成聚合氯化鋁的原料主要是鋁加工的下腳料，按照一定的配比在攪拌過程中緩慢加入鹽酸進行反應，經熟化聚合、沉降制得液體聚合氯化鋁，再經果稀釋、過濾、濃縮和干燥等過程得到聚合氯化鋁。②氫氧化鋁法，由于氫氧化鋁粉的純度比較高，合成的聚合氯化鋁重金屬等的有毒物質含量會相對比較低，這種制備方法一般是采用加熱加壓酸溶的生產工藝。由于這種工藝比較簡單，但生產的聚合氯化鋁的鹽基度較低，因此一般采用氫氧化鋁加溫加壓酸溶再加上鋁酸鈣礦粉中和兩道工序。③三氧化鋁法，含三氧化二鋁的原料主要有三水鋁石、鋁釩土、高嶺土、煤矸石等。該生產工藝可分為兩步：第一步是得到結晶氯化鋁，第二步是通過熱解法或中和法得到聚合氯化鋁。④氯化鋁法，采用氯化鋁粉為原料，加工聚合氯化鋁。這種方法應用最為普遍，可用結晶氯化鋁于170℃進行沸騰熱解，加水熟化聚合，再經固化，干燥制得。⑤堿溶法，先將鋁灰與氫氧化鈉反應得到鋁酸鈉溶液，再用鹽酸調pH值，制得聚合氯化鋁溶液。這種方法的制得的產品顏色外觀較好，水不溶物較少，但氯化鈉含量高，原材料消耗高，溶液氧化鋁含量低，工業化生產成本較大，一般比較少采用。

5　聚合氯化鋁降低飲用水中含鐵量措施

5.1壓縮雙電層分析

膠團雙電層的構造決定了在膠粒表面處反離子的濃度最大，隨著膠粒表面向外的距離越大則反離子濃度越低，最終與溶液中離子濃度相等。當向溶液中投加電解質，使溶液中離子濃度增高，而擴散層的厚度減小。

5.2吸附電中和分析

吸附電中和作用指粒表面對異號離子，異號膠?；蜴湢铍x分子帶異號電荷的部位有強烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了它的部分電荷，減少了靜電斥力，因而容易與其它顆粒接近而互相吸附。此時靜電引力常是這些作用的主要方面，但在不少的情況下，其它的作用了超過靜電引力。

5.3吸附架橋作用研究

吸附架橋作用機理主要是指高分子物質與膠粒的吸附與橋連，也可以理解成兩個大的同號膠粒中間由于有一個異號膠粒而連接在一起。由于高分子絮凝劑具有線性結構的特點，它們有能和膠粒表面某些部位起作用的化學基團，當高聚合物與膠粒接觸時，基團能與膠粒表面產生特殊的反應而相互吸附，而高聚物分子的其余部分則伸展在溶液中，可以與另一個表面有空位的膠粒吸附，這樣聚合物就起了架橋連接的作用。

5.4沉淀物網捕機理研究

當金屬鹽或金屬氧化物和氫氧化物作凝聚劑時，當投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽時，水中的膠?？杀贿@些沉淀物在形成時所網捕。當沉淀物在中性和酸性pH范圍內時，沉淀速度可因溶液中存在陰離子而加快。此外水中膠粒本身可作為這些金屬氧氧化物沉淀物形成的核心，所以凝聚劑最佳投加量與被除去物質的濃度成反比，即膠粒越多，金屬凝聚劑投加量越少。

6　結束語

對新形勢下聚合鋁凈水劑降低飲用水中含鐵量的實驗分析表明這是一個復雜性的問題，在這項研究工作中還存在許多的的問題，其中相關工作必須要嚴格遵守相關的法律規范和行業原則，認真做好工作過程中的每項工作，提高工作質量。經驗與實際情況相結合，收集和分析在工作過程中遇到的問題，結合實際情況，注重相關注意事項制定相應的解決措施。

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A

1673-0038（2015）39-0311-02

2015-9-13

曹樂衛（1970-），女，工程師，大學本科，主要從事水質分析工作。