聚氯化铝水解聚合形态与混凝效果研究.docVIP

聚氯化铝水解聚合形态与混凝效果研究 双击自动滚屏 ? 摘　　要：采用Al-Ferron络合比色法和混凝沉淀试验法对国内外的聚氯化铝产品性能进行了研究。结果表明，铝水解聚合形态中的Alb(Al13)含量随盐基度的变化呈正态曲线分布，而不同于文献报道的正相关关系；Alb不是聚氯化铝的最佳组分，提高Alb含量不一定能提高混凝效果；除Alb外，Alc和Ala指标与混凝效果呈较好的相关性；盐基度是表征聚氯化铝形态和性能的重要指标；提高盐基度或Alc指标是提高聚氯化铝混凝性能的重要途径；国内以铝酸钙调整法生产的聚氯化铝产品与国外以氢氧化铝压溶法生产的产品相比，具有显著的技术经济优势。 关键词：聚氯化铝；水解聚合形态；盐基度；混凝效果　　中图分类号：TU991.22　　文献标识码：C　　文章编号：1000-4602(2002)10-0045-04 　　无机高分子混凝剂是从正盐水解为氢氧化物过程中形成的中间产物，对铝的水解聚合形态的分析方法主要有化学分析法和电位滴定法，近年兴起的27AlNMR法和Al-Ferron逐时络合比色法为铝水解聚合形态的研究提供了较好的手段，并成为国内外混凝剂基础研究的热点。研究认为，无机高分子混凝剂聚氯化铝只存在单体、二聚体和Al13［Al12AlO4(OH)247+］及其高聚体的形态，其中Al13是最佳的凝聚—絮凝成分，其含量可反映产品的有效性［1～3］。　　虽然目前尚无一种鉴定铝水解聚合形态的准确方法，但研究表明［2］，Al-Ferron逐时络合比色法简单可行，用该方法可测定聚氯化铝中的Ala、Alb、Alc三种形态，其测定的Alb相对含量与用核磁共振法测定的Al13相对含量十分相近(即Al13/Alb≈1)，因此用Al-Ferron逐时络合比色法测定Alb即可得到Al13的相对含量。　　为了探明Alb(Al13)在混凝中的作用，从而为聚氯化铝的技术创新和国家标准的制定提供依据，在对聚氯化铝盐基度与混凝剂效果研究的基础上［4］，笔者自2000年9月—2001年12月采用Al-Ferron络合比色法和混凝沉淀试验法对国内外混凝剂样品进行了研究。 1 试验部分 1.1 试验样品　　试验用混凝剂的主要指标见表1。 表1 国内外不同聚氯化铝样品指标及混凝效果比较 编号 样品名称 盐基度(%) Alb(%) Alc(%) Ala(%) 加药量(mgAl2O3/L) 生产(制作)工艺 1.4 2.0 2.6 3.2 净化水剩余浊度(NTU) 1＃ 日本某公司PAC 46.8 40.8 9.1 50.1 14.1 11.9 6.4 3.5 氢氧化铝加压反应 2＃ 高Alb PAC 60.0 63.0 8.40 28.6 13.2 10.4 5.2 3.2 氯化铝慢速滴碱法 3＃ 中润PAC1 85.0 14.9 71.3 13.7 10.0 4.8 2.4 1.6 铝酸钙调整法 4＃ 中润PAC2 92.0 13.4 75.6 10.9 11.6 4.1 2.2 1.5 铝酸钙调整法 5＃ 巩义PAC 94.5 9.80 81.5 8.70 13.0 5.0 2.3 1.9 铝酸钙调整法 注： 除高Al为实验室样品外，其余均为工业产品。 　　Alb含量高的聚氯化铝样品是在氯化铝溶液中用0.5 mol/L的NaOH溶液以不大于0.04mL/min的速度滴定而制得；　　纯聚氯化铝样品用分析纯盐酸和氢氧化铝试剂制得。　　Al-Ferron逐时络合比色法采用合加混合比色——缓冲溶液法［2］，Ferron试剂为SIGMA公司产品。1.2 试验仪器 　　比色分析采用上海分析仪器总厂722型可见分光光度计；　　混凝沉淀试验采用深圳中润公司ZR4-6型智能混凝试验搅拌器；　　浊度测定采用美国HACH公司2100P型浊度计。 2 结果与讨论 2.1 标准曲线　　Al-Ferron逐时络合比色标准曲线见图1。 ? 　　图1中的曲线回归方程为：Y=0.09575X-0.01175。2.2 工作曲线　　5种国内外聚氯化铝样品的Al-Ferron逐时络合比色工作曲线见图2。 　　从图2可见，代表国内主要产品的3#、4#、5#样品与代表国外产品的1#样品及Alb含量高的2#样品的工作曲线有较大差异，3#、4#、5#样品曲线靠近横坐标轴，而1#、2#样品则远离横坐标轴，这是由于3#、4#、5#样品盐基度较高致使Ala低、Alc高，而1#、2#样品盐基度较低致使Ala高、Alc低。2.3 不同盐基度聚氯化铝的水解聚合形态　　表2为不同盐基度聚氯化铝的逐时络合比色形态组成。 表2 不同盐基度聚氯化铝逐时铝形态组成 络合时间(min) 1 5 30 60 90 120 　 盐基度(%) Ala(%) 不