聚合氯化鋁鐵在混凝性能及殘鋁濃度方面的定性
聚合氯化鋁鐵在混凝性能及殘鋁濃度方面的定性
在聚合氯化鋁鐵處理微污染源水中, 其形態分布直接影響混凝除藻、除濁效率, 以及混凝出水中殘鋁濃度。在混凝過程中, 不同形態的鋁鐵其水解過程、與顆粒物的作用方式是不同的。鋁鐵中等聚合物首先以吸附電中和方式與顆粒物發生作用, 然后在羥基連接作用下分子量逐漸增大, 最終形成宏觀絮團, 在此過程中部分顆粒物進入絮團中。中等聚合物在水溶液中有在一定時間內保持其形態不繼續水解的穩定性, 從而減緩水解進程, 這使中等聚合物有充分的機會與顆粒物發生吸附電中和作用, 并發揮橋聯和網捕等多種作用機制, 故其除藻、除濁效率較高, 形成的絮團大, 不易殘留在水中。因此, 它是除污的最有利成分。而單體成分在混凝過程中水解速度極快, 并形成小尺寸凝膠物質, 而且其形成宏觀絮團的能力也低于中等聚合物, 容易殘留在水中, 使混凝沉淀出水中殘鋁濃度升高。單體成分主要靠壓縮雙層、絮團吸附去除顆粒物, 所以其除藻、除濁效率低。
所以, 混凝過程中控制水解成分對提高混凝效果十分有利。無機高分子混凝劑是通過預聚合方式來控制混凝水解過程的水解成分。在冬季低溫條件下進行混凝, 水解很慢, 可通過催化水解來控制水解成分, 以提高混凝除污效率、降低殘鋁濃度。在常規混凝過程中, 通過添加其他混凝劑來減少混凝過程中的單體含量, 增加聚合物含量, 以提高混凝效率、降低殘鋁濃度。例如, 在用聚合氯化鋁鐵混凝除藻時,添加20% (硅與金屬摩爾比) 的活性硅酸, 不僅提高了除藻效率, 而且混凝出水中殘鋁量也降低了10%( 質量分數) 。原因是聚合硅酸根上的氧原子與水中單體或低聚物上的氫原子絡合, 減少了Ma;或聚合硅酸橋聯單體水解產物, 從而減少了水中殘鋁濃度。
(1) 堿化度、鐵摩爾分數和加堿方式等影響聚合氯化鋁鐵溶液的形態分布。在一定的加堿方式下,Mb與堿化度、鐵摩爾分數之間存在線性關系, 推導的數學模型可以較好地預測Mb 。
(2) 混凝實驗結果表明, 葉綠素a 去除率和濁度去除率與Mb均存在線性相關性, 但兩者相關系數不同�；炷恋砗蟪鏊袣堜X濃度與Ma也存在線性相關性。
(3) 控制水解過程中金屬離子的形態分布是提高混凝效率、降低殘鋁濃度的有效手段。
在混凝劑研究方面, 聚合鋁鐵鹽類混凝劑受到關注, 其中聚合氯化鋁鐵(PAFC)已進入工業化應用, 但對其混凝性能的研究多以濁度去除指標來表征, 對藻細胞去除效果很少涉及。特別是關于其混凝性能、殘鋁濃度等的影響因素還缺乏較深入的認識。
