利用工業(yè)廢液制備環(huán)保型PAFC絮凝劑的研究

楊 悅，俞雷勇，錢冰峯，文秀成，沈 超

（浙江樹人大學(xué)，浙江杭州 310018）

利用工業(yè)廢液制備環(huán)保型PAFC絮凝劑的研究

楊 悅，俞雷勇，錢冰峯，文秀成，沈 超

（浙江樹人大學(xué)，浙江杭州 310018）

以浙江富陽(yáng)某化工廠內(nèi)含鋁廢水和含亞鐵廢水為主要原料，在一定溫度下用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)鹽基度，探索聚合氯化鋁鐵制備的最適摩爾比和酸堿度，制得聚合氯化鋁鐵（PAFC）高分子絮凝劑。模擬污水絮凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)Al3+∶ Fe3+=7 ∶ 3，pH=4，濃度為 0.15g/L 時(shí)，絮凝劑 PAFC 凈水效果最好。

聚合氯化鋁鐵；絮凝劑；制備；應(yīng)用

高分子絮凝劑具有良好的凝聚效果，脫色能力強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)各種復(fù)雜成分的水處理適用性強(qiáng)，在水處理過程中起著不可替代的作用[1-3]。聚合氯化鋁鐵（PAFC）絮凝劑是一種新型高效高分子絮凝劑，它兼有鋁鹽和鐵鹽混凝劑的優(yōu)良性能，具有沉降速度快、形成絮體大、pH 適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)。為響應(yīng)浙江省“五水共治”的號(hào)召，本文以浙江富陽(yáng)某化工廠內(nèi)含鋁廢水和含亞鐵廢水為主要原料，在一定溫度下用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)鹽基度，探索聚合氯化鋁鐵制備的最適摩爾比和酸堿度，制得聚合氯化鋁鐵（PAFC）絮凝劑，并通過運(yùn)河水和模擬城市生活污水絮凝實(shí)驗(yàn)，得出最佳應(yīng)用條件。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 PAFC的制備

取500mL 氯化亞鐵廢水放入燒杯氧化，稱取100g 氯化亞鐵廢水，其氯化鐵含量為32.3%，體積為 76mL，其氯化鐵濃度為 2.62moL/L；取 500mL 氯化鋁廢水，加入 7mol/L 氫氧化鈉使鐵、銅等離子沉淀，同時(shí)，加入過量的氫氧化鈉會(huì)使鋁離子形成偏鋁酸根。然后用TD4Z低速離心機(jī)分離溶液和沉淀，取100mL 上清液于燒杯中，滴加濃鹽酸有白色沉淀產(chǎn)生，繼續(xù)滴加，白色沉淀消失，繼而形成淡綠色溶液，此時(shí)鋁含量為1.07mol/L。取已經(jīng)配制好的氯化鋁、氯化鐵溶液，分別控制C（Al3+）∶ C（Fe3+）=7 ∶ 3 配制 Al3+、Fe3+總濃度分別為 0.5、1.0mol/L 的溶液，裝入帶有分液漏斗和溫度計(jì)的三口燒瓶中，室溫下以磁力攪拌器混合 10min，在 300r/min 攪拌下緩緩加入1mol/L 氫氧化鈉，調(diào) pH=4，在 90℃下反應(yīng) 3h，反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液在30℃靜置24h 熟化，得到產(chǎn)品，接著在100℃烘箱干燥5h。

1.2 試樣表征

采用 TENSOR27型傅里葉變換紅外光譜儀測(cè)定 PAFC 的微觀結(jié)構(gòu)，紅外光譜結(jié)果顯示主要吸收峰為3 422.31cm-1，2 360.78cm-1，1 627.63cm-1和 609.65cm-1處的強(qiáng)吸收峰。與文獻(xiàn)相對(duì)照，3 422.31cm-1附近的強(qiáng)吸收峰應(yīng)為羥基的伸縮振動(dòng)，1 627.63cm-1處的峰為物理吸附水的振動(dòng)所致，609.65cm-1處的峰為 C—Br鍵的伸縮振動(dòng)所致，表明 PAFC 中既有以羥基橋聯(lián)的鐵的聚合物，又有羥基橋聯(lián)的鋁的聚合物。

2 結(jié)果與討論

以 PAFC 對(duì)運(yùn)河水進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)，考察不同投加量對(duì)運(yùn)河水濁度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著 PAFC 用量的增加，對(duì)濁度有著不同的影響。當(dāng) PAFC 用量為0.15g/L 時(shí)，凈水效果最好。將不同鋁鐵摩爾比、不同 pH 環(huán)境下制成的 PAFC 產(chǎn)品及市售PAC，制成相同濃度的溶液，分別加入等量的運(yùn)河水樣品中，考察不同配方 PAFC 對(duì)運(yùn)河水濁度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，不同配方的 PAFC 及市售 PAC 對(duì)運(yùn)河水的濁度均有影響。但是，由 C（Al3+）∶ C（Fe3+）=7 ∶ 3，pH=4環(huán)境下制備的 PAFC 對(duì)濁度的影響最大，凈水效果最好，且優(yōu)于市售 PAC。

圖1 不同配方PAFC對(duì)運(yùn)河水濁度的影響

3 結(jié)束語(yǔ)

以含鋁和含亞鐵工業(yè)廢水為原料制備 PAFC 是可行的。確定 了制備最佳條件為 C（Al3+）∶ C（Fe3+）=7 ∶ 3，pH=4，最佳投料量為 0.15g/L。絮凝實(shí)驗(yàn)表明，制備 PAFC 的絮凝性能優(yōu)于 PAC 且處理運(yùn)河水和生活污水效果好，但無法處理印染廢水。工業(yè)廢水作為原料制備 PAFC 絮凝劑，不但解決了環(huán)境污染問題，而且使得廢水中的離子得到合理利用。

[1] 任根寬. 復(fù)合型絮凝劑聚合氯化鋁鐵的合成[J]. 無機(jī)鹽工業(yè)，2011，43（6）：55-58.

[2] 歐陽(yáng)敏，王長(zhǎng)青.用鹽酸酸洗廢液生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵[J].江西冶金，2003，23（4）：29-31.

[3] 孔愛平，王九思，武鵬華，等.無機(jī)與有機(jī)復(fù)合絮凝劑 PAFC-CTS的制備及其在廢水處理中的應(yīng)用[J].水處理技術(shù)，2009，35（4）：86-110.

Preparation of Environmentally Friendly Polymeric Aluminum Chloride Flocculant From Industrial Waste Liquid

Yang Yue，Yu Lei-yong，Qian Bing-feng，Wen Xiu-cheng，Shen Chao

The optimum molar ratio and pH of polyaluminium chloride were investigated by using hydrochloric acid and sodium hydroxide in a chemical plant in Fuyang，Zhejiang Province，which contained aluminum wastewater and ferrous iron wastewater as main raw materials.，The preparation of polyaluminum chloride（PAFC）polymer flocculant.The flocculation performance of flocculant PAFC was the best when the concentration of Al3+：Fe3+=7：3，pH=4 and 0.15 g/L was simulated.

polyaluminum chloride；flocculant；preparation；application

X781

A

1003-6490（2017）06-0202-01

2017-06-08

浙江省新苗人才計(jì)劃項(xiàng)目（No.ZSJ0516306C）。

楊悅（1995—），女，浙江桐鄉(xiāng)人，本科在讀，主要研究方向?yàn)榫?xì)化工。

驗(yàn)人員的實(shí)驗(yàn)難度，獲取到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加合理與科學(xué)，讓實(shí)驗(yàn)人員清楚地了解到事物的本質(zhì)，提升了實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性和科學(xué)性，有利于實(shí)驗(yàn)探究的繼續(xù)深入。