復合型絮凝劑聚合氯化鋁鐵的合成及其應用研究

陳紅軍（連吉化學工業有限公司，江蘇　連云港　222023）

復合型絮凝劑聚合氯化鋁鐵的合成及其應用研究

陳紅軍（連吉化學工業有限公司，江蘇連云港222023）

絮凝法是廢水處理中應用最為廣泛的一種方法。本文在借鑒前人研究的基礎上，以三氯化鐵和三氯化鋁為原料通過Al（III）和Fe（III）的水解聚合反應合成聚合氯化鋁鐵。聚合氯化鋁鐵是一種無機高分子絮凝劑，通過大量實驗研究，確定了較優的反應條件和參數。

聚合氯化鋁鐵；絮凝劑；無機高分子

水是人類生命的起源，水是人類文明的搖籃，是不可替代的最寶貴的自然資源之一。隨著社會的發展，人類工業化和城市化的腳步越來越快，同時對淡水的需求量也越來越來大，加上廢水、污水排放量的增大，對水體的污染也日益嚴重。水資源危機正困擾著世界上許多國家和地區的發展。我國水資源分布極不平衡，加上嚴重的工業污染，可采用的源水量和水質急劇下降。因此大量的飲用水和工業用水都必須經過凈化處理過后才可以使用。在凈化處理水和污水的過程中，絮凝沉淀法是被應用得最廣泛、最經濟、最重要的一種方法。在絮凝過程中絮凝劑起著核心作用

絮凝劑的發展趨勢

結絮凝沉降法是重要的水處理方法。當前無機高分子和合成有機高分子絮凝劑在污水處理中一直發揮著極其重要的作用論，目前國內對無機－有機高分子復合絮凝劑的制備與研究還處在實驗室階段，尚未商業化。但它的優良性能具有廣闊的應用前景，這方面正在努力趕超國外。

聚合氯化鋁鐵的發展進程

聚合氯化鋁鐵（PAFC）是一種新型，高效無機陽離子復合絮凝劑，PAFC既具有鋁鹽絮凝劑絮體大、水處理范圍寬、濁度去除效果好、腐蝕性小等優點；還具有鐵鹽絮凝劑絮題沉降快、易于分離、低溫水處理性能好、水處理PH值范圍大等特點。目前，PAFC已成功用于飲用水、工業用水及多種工業廢水的處理。

1　實驗部分

1.1探索性實驗

聚合氯化鋁鐵絮凝劑的制備，綜合查閱文獻資料，共聚反應條件：溫度50～80℃和時間2～4h，鋁鐵比控制在9:1～5:5之間，堿化劑劑量確定在Fe:Ca在0.25～0.35之間，PH值范圍為為6～8。配制1mol/L的三氯化鋁和三氯化鐵溶液各250m l，備用。

1.2實驗的結果與討論

在探索性實驗的基礎上，選用正交實驗考察聚合反應中鋁鐵比、反應時間、反應溫度分別對最后去除率的影響：

通過實驗數據分析得出分子量越大即粘度越大則其相應的去除率效果越好。

為了提高實驗的精確度，通過相關實驗數據的正交實驗因素水平得出由于溫度之效應為正值，故應取高水平；時間之效應為正值，故應取高水平；鋁鐵之效應為負值，故應取低水平，即最佳反應條件下，濁度去除率高達98.709%。

另還通過相關實驗得出其分子量的大小同粘度大小之間的關系，以及對應其相應的去除率效果好壞間的關系，最終通過相關實驗數據得出分子量越大即粘度越大則其相應的去除率效果越好。

1.3驗證性實驗

根據兩組正交實驗的研究分析，最終分析發現如下結果:

聚合氯化鋁鐵的最佳試驗點是T=70℃，t=3h，Al:Fe=6:4，濁度除去率=99.06%。

2　結論

本研究以三氧化鐵和三氧化鋁為原料制備聚合氯化鋁鐵，研究了聚合氯化鋁鐵制備過程中各種因素的影響，用聚合氯化鋁鐵處理自制污水，并用濁度儀對其去污效果進行了測量，用烏氏粘度計對絮凝劑的年度進行了測定，得出以下結論：

⑴以三氧化鐵和三氧化鋁為原料，用氧化鈣為堿化劑，在常壓下，向三氧化鐵和三氧化鋁的混合液中加入氧化鈣溶液合成聚合氯化鋁鐵的工藝路線，實驗證明此工藝路線是可行的。

⑵制備聚合氯化鋁鐵的最佳工藝條件為：反應溫度為70℃，反應時間為3h，鋁鐵比為6:4，堿化劑用量由三氯化鐵的用量而定（mFe:mCa=0.3）。

⑶聚合氯化鋁鐵的粘度測量數據表明聚合氯化鋁鐵的凈水效果越好其相對粘度就越大，水處理時形成的絮體就更加致密而大型化。

⑷自制廢水絮凝試驗實驗結果表明最佳絮凝PH值在6—7之間，最佳投加量為2ml/30ml污水，濁度去除率最高可達99.06%。

3　結語

絮凝劑的種類很多，但是復合型絮凝劑聚合氯化鋁鐵在今后的污水處理中，發揮的作用將越來越大。在無機絮凝劑當中，PAFC是一種性能極佳的無機絮凝劑，作為一種新型的水處理劑，應用前途十分廣闊，故合成PAFC是極其重要的。

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