【摘 要】
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在水处理中,混凝剂是混凝过程的主要因素,一直以来Al盐是世界上使用最多的传统混凝剂.近年来,在传统Fe盐和Al盐的基础上,无机高分子絮凝剂(IPFs)正迅速发展并得到广泛应用,在众多IPFs中,聚合氯化铝(PACl)是最典型和使用最广泛的一种,它具有优于传统絮凝剂的许多特性.在水溶液中,Al(Ⅲ) 趋向于快速的水解,聚合和沉淀过程,各种可能形态以亚稳态和瞬间态存在于溶液中,例如,单体,二聚体,Al
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在水处理中,混凝剂是混凝过程的主要因素,一直以来Al盐是世界上使用最多的传统混凝剂.近年来,在传统Fe盐和Al盐的基础上,无机高分子絮凝剂(IPFs)正迅速发展并得到广泛应用,在众多IPFs中,聚合氯化铝(PACl)是最典型和使用最广泛的一种,它具有优于传统絮凝剂的许多特性.在水溶液中,Al(Ⅲ) 趋向于快速的水解,聚合和沉淀过程,各种可能形态以亚稳态和瞬间态存在于溶液中,例如,单体,二聚体,Al<,13>[AlO<,4>Al<,12>(OH)<,24>(H<,2>O)<,12><7+]和溶胶态.在这些形态中 Al<,13>越来越受到更多的关注,尤其是在水处理中,Al<,13>被认为是在混凝过程中起主要作用的成分.无疑,寻找从PACl中分离各种形态(尤其是Al<,13>),研究其形态结构和物理化学特性是很有意义的.
本论文采用SO<,4>/Ba分离置换法对中等浓度PACl的Al<,13>进行提取,研究PACl与硫酸盐沉淀反应过程中SO<,4>/Al摩尔比、反应体系起始总铝浓度的影响以及Al<,13>硫酸盐沉淀与Ba(NO<,3>)<,2>溶液置换反应过程中的Ba/SO<,4>摩尔比、超声、水浴温度等因素的影响.实验结果表明,在制备温度为50℃条件下,浓度在0.4-0.6mo；/L 范围的 PACl 含有较高的 Al<,b>,沉淀分离反应的最佳SO<,4>/Al摩尔比为0.6:1；生成的 Al<,13>硫酸盐沉淀物为正四面体状晶体.在Al<,13>硫酸盐与Ba(NO<,3>)<,2>溶液置换反应过程中,Ba/SO<,4>的最佳摩尔比为1∶1,反应温度及超声作用对置换反应得到Al<,13>溶液的影响较小；提高Ba(NO<,3>)<,2>的起始浓度可以得到相应较高浓度的纯化Al<,13>溶液.所得Al<,13>纯度的统计平均值为92.1﹪.
研究对比高浓度Al<,13>不同熟化时间的形态变化和稳定性,比较AlCl<,3>,工业PACl,Al<,13>和高浓度Al<,13>熟化液的混凝效果,研究了腐植酸的去除机制,主要原因是不同絮凝剂投入水中后的形态变化.从剩余浊度(RT),Zeta电位和剩余腐植酸(UV<,254>)的变化曲线讨论了pH值和投药量的影响.实验结果表明,Al<,13>有非常好的形态稳定性.在悬浮液含有腐植酸和高岭土的情况下,和传统混凝剂相比,pH值对Al<,13>的影响很小,当Al<,13>投入水中后,它的形态仍保持原有特性,即使在某一熟化时间和在高pH值下,Al<,13>具有的高电荷特性会使其立即吸附到颗粒物的表面.这个特有的性质直接影响到混凝过程的机制和效果.
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