新型混凝劑-聚合氯化鋁鈣的合成與應(yīng)用研究.pdf

1、無機高分子混凝劑是在傳統(tǒng)鋁、鐵鹽混凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類水處理藥劑。和傳統(tǒng)的藥劑相比，無機高分子混凝劑具有更強的吸附電中和能力，并象高分子絮凝劑可在顆粒間起橋聯(lián)作用，具有用量小、混凝速度快、生成污泥量小等優(yōu)點，在水處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。從上世紀(jì)七十年代以來，國內(nèi)外高分子絮凝劑的生產(chǎn)與消費持續(xù)增長。在日本、俄羅斯、西歐及我國，無機混凝劑已經(jīng)有了相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用，聚合類藥劑的生產(chǎn)占絮凝劑的總產(chǎn)量的30％-60％，大多應(yīng)用于水處理之

2、中。廢水經(jīng)混凝處理后產(chǎn)生的污泥需進一步進行處理。污泥脫水是后處理的主要問題之一，迄今最可行的辦法是投加適當(dāng)?shù)母叻肿有跄齽?普遍采用聚丙烯酰胺PAM)改善污泥脫水性能。當(dāng)前水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用聚合氯化鋁混凝劑，其產(chǎn)生的污泥由于含有膠體氫氧化鋁而難以脫水，即使加入PAM，也作用不大。因此開發(fā)高效使沉淀易脫水的無機高分子混凝劑受到越來越多的重視。本研究利用焙燒酸溶工藝制備出一種新型高效的無機高分子混凝劑-聚合氯化鋁鈣，是在聚合氯化鋁的基礎(chǔ)上引入

3、鈣離子，來改善聚合氯化鋁混凝劑的混凝效果和處理水后污泥的脫水性能。 本研究首次以Al2O3和CaCO3為原料通過焙燒、酸溶工藝制備新型高效的混凝劑-聚合氯化鋁鈣，系統(tǒng)地研究了制備工藝過程中焙燒溫度、反應(yīng)物配比、酸溶時間、酸用量四種因素對產(chǎn)品性能的影響，并對產(chǎn)品進行了形態(tài)表征研究。研究結(jié)果表明，焙燒反應(yīng)在聚合氯化鋁鈣的制備過程中具有重要的作用，鋁的形態(tài)在焙燒反應(yīng)中發(fā)生變化。焙燒溫度提高，Alb含量增大，Ala、Alc含量減小。以

4、12g氧化鋁和8g碳酸鈣為原料，焙燒溫度為1400℃，酸溶時間為3h，酸用量為70mL時所制備產(chǎn)品的性能最佳。酸溶反應(yīng)是一個溶解聚合的平衡反應(yīng)過程，酸溶時間對鋁形態(tài)有影響，酸溶反應(yīng)時間過長，Alb減少。通過對合成的聚合氯化鋁鈣產(chǎn)品進行化學(xué)含量測定和X-射線衍射分析，推測其分子通式為Ca8Al11(OH)nCl49-n·yH2O，1≤n≤48，y≤5。 以模擬廢水和某鋼鐵公司煤氣洗滌廢水、生活污水為處理對象，以制備的聚合氯化鋁鈣

5、與傳統(tǒng)的無機高分子混凝劑PAC作混凝對比實驗。結(jié)果表明，制備的聚合氯化鋁鈣的處理效果優(yōu)于傳統(tǒng)的無機高分子混凝劑PAC。同時確定了用制備的聚合氯化鋁鈣與PAM聯(lián)用處理上述廢水的最佳處理工藝參數(shù)，即處理1000mL高爐煤氣洗滌廢水藥劑的最佳加入量為：聚合氯化鋁鈣40mg，PAM0.3mg；處理1000mL轉(zhuǎn)爐煤氣洗滌廢水藥劑的最佳加入量為：聚合氯化鋁鈣40mg，PAM1.0mg；處理1000mL生活污水藥劑的最佳加入量為：聚合氯化鋁鈣65m