新型凝膠法制備PAC及其在除藻、低溫低濁水處理中的應用.pdf

1、聚合氯化鋁PAC是一種應用廣泛的無機高分子絮凝劑，具備使用投加量少、混凝效率高、凈水性能好、改變水體pH程度不大等眾多優(yōu)點。PAC常用的制備方法很多，包括酸溶二步法、堿溶法等。工業(yè)制備PAC常采用酸溶二步法，這種方法需高溫高壓的生產條件。生產過程中，“酸溶”會對設備產生很強腐蝕性，較長的制備時間嚴重限制生產效率。同時，工業(yè)制備方法所生產的PAC雜質含量高，純度低。因此，有必要研制一種生產條件溫和、生產時間短、純度高、性能好的PAC的制備

2、方法。
　　論文研制一種新型凝膠法去制備高純度PAC。以工業(yè)級Al(OH)3作原料，在微沸的條件下與微過量堿液快速反應得到偏鋁酸鈉溶液后，加鹽酸調節(jié)鹽基度即可制得Alb含量很高的PAC。研究了Al(OH)3與堿液配比、鹽酸溶液濃度及滴加速度、加熱時間、加熱溫度等因素對制備PAC鋁形態(tài)的影響。用Al-Ferron逐時絡合光度法對新型凝膠法PAC進行了鋁形態(tài)含量計算，并用核磁共振、紅外光譜、XRD等技術手段對其結構進行表征。最后，考察

3、了自制PAC對含藻模擬水樣及低溫低濁嘉陵江水源水的去除效果，并定性分析絮凝機理。
　　通過單因素實驗研究，確定并得到凝膠法PAC的優(yōu)化合成條件為：當Al(OH)3與NaOH的配比為后者微過量，即Al(OH)3：NaOH=1.00mol:1.50mol；HCl溶液濃度為6.19mol/L，其滴加速度為15.0mL/min，加熱溫度為80℃，加熱時間為0.5—1.0h。新型凝膠法具有制備條件溫和，反應時間較短，產品雜質少，純度高，Al

4、b含量高等優(yōu)點。
　　通過核磁共振圖譜分析，最優(yōu)條件制備的，OH/Al=2.0的 PAC產品中有豐富Al13結構及類Al13化合態(tài)，且將NMR圖譜計算的特定鋁形態(tài)含量與Al-Ferron逐時絡合光度法的計算結果進行對比分析。通過XRD分析可知，隨著鹽基度的增大，產品中代表Al13結構的含量增大，并在OH/Al=2.0時出現非常明顯的代表Al13結構的2-Theta。通過紅外分析可知，新型凝膠法PAC中存在Al-OH及H-OH基團，

5、高鹽基度PAC產品含較多多核羥基絡合物。同時，用掃描電鏡研究了自制PAC的形貌構象。用自制PAC及幾種市售絮凝劑除藻，將形成的絮體預處理后拍攝SEM圖像。SEM結果顯示自制PAC-藻類絮體結構十分緊密，而且絮體粒徑最大。
　　將新型凝膠法PAC用于含藻模擬水樣的處理。實驗數據顯示，OH/Al=2.0的自制PAC，在投加量=6.6mg/L時對除濁=30NTU的含藻水樣有很好的去除效果。試驗結果表明，自制PAC在一定溫度范圍內及一定初

6、濁范圍內都有很好的除濁、除藻能力，同時保證出水殘余鋁濃度低于0.2mg/L。用微生物倒置顯微鏡觀測了不同投加量及不同鹽基度PAC的除藻絮體。結合Zeta電位分析自制PAC的除藻絮凝機理，分析發(fā)現主要是電性中和，其次是網撲卷掃作用。
　　將自制PAC用于低溫低濁嘉陵江水源水的處理，考察了其對濁度、葉綠素、高錳酸鹽指數、UV254的去除能力。OH/Al=2.0自制PAC在投量范圍=15.4—22.0mg/L內具有很好的綜合除污能力，并