利用工業廢液制備環保型PAFC絮凝劑的研究

楊 悅，俞雷勇，錢冰峯，文秀成，沈 超

（浙江樹人大學，浙江杭州 310018）

利用工業廢液制備環保型PAFC絮凝劑的研究

楊 悅，俞雷勇，錢冰峯，文秀成，沈 超

（浙江樹人大學，浙江杭州 310018）

以浙江富陽某化工廠內含鋁廢水和含亞鐵廢水為主要原料，在一定溫度下用鹽酸和氫氧化鈉調節鹽基度，探索聚合氯化鋁鐵制備的最適摩爾比和酸堿度，制得聚合氯化鋁鐵（PAFC）高分子絮凝劑。模擬污水絮凝實驗結果表明：當Al3+∶ Fe3+=7 ∶ 3，pH=4，濃度為 0.15g/L 時，絮凝劑 PAFC 凈水效果最好。

聚合氯化鋁鐵；絮凝劑；制備；應用

高分子絮凝劑具有良好的凝聚效果，脫色能力強，操作簡便等優點，且對各種復雜成分的水處理適用性強，在水處理過程中起著不可替代的作用[1-3]。聚合氯化鋁鐵（PAFC）絮凝劑是一種新型高效高分子絮凝劑，它兼有鋁鹽和鐵鹽混凝劑的優良性能，具有沉降速度快、形成絮體大、pH 適應范圍廣等特點。為響應浙江省“五水共治”的號召，本文以浙江富陽某化工廠內含鋁廢水和含亞鐵廢水為主要原料，在一定溫度下用鹽酸和氫氧化鈉調節鹽基度，探索聚合氯化鋁鐵制備的最適摩爾比和酸堿度，制得聚合氯化鋁鐵（PAFC）絮凝劑，并通過運河水和模擬城市生活污水絮凝實驗，得出最佳應用條件。

1 實驗部分

1.1 PAFC的制備

取500mL 氯化亞鐵廢水放入燒杯氧化，稱取100g 氯化亞鐵廢水，其氯化鐵含量為32.3%，體積為 76mL，其氯化鐵濃度為 2.62moL/L；取 500mL 氯化鋁廢水，加入 7mol/L 氫氧化鈉使鐵、銅等離子沉淀，同時，加入過量的氫氧化鈉會使鋁離子形成偏鋁酸根。然后用TD4Z低速離心機分離溶液和沉淀，取100mL 上清液于燒杯中，滴加濃鹽酸有白色沉淀產生，繼續滴加，白色沉淀消失，繼而形成淡綠色溶液，此時鋁含量為1.07mol/L。取已經配制好的氯化鋁、氯化鐵溶液，分別控制C（Al3+）∶ C（Fe3+）=7 ∶ 3 配制 Al3+、Fe3+總濃度分別為 0.5、1.0mol/L 的溶液，裝入帶有分液漏斗和溫度計的三口燒瓶中，室溫下以磁力攪拌器混合 10min，在 300r/min 攪拌下緩緩加入1mol/L 氫氧化鈉，調 pH=4，在 90℃下反應 3h，反應完成后，將反應液在30℃靜置24h 熟化，得到產品，接著在100℃烘箱干燥5h。

1.2 試樣表征

采用 TENSOR27型傅里葉變換紅外光譜儀測定 PAFC 的微觀結構，紅外光譜結果顯示主要吸收峰為3 422.31cm-1，2 360.78cm-1，1 627.63cm-1和 609.65cm-1處的強吸收峰。與文獻相對照，3 422.31cm-1附近的強吸收峰應為羥基的伸縮振動，1 627.63cm-1處的峰為物理吸附水的振動所致，609.65cm-1處的峰為 C—Br鍵的伸縮振動所致，表明 PAFC 中既有以羥基橋聯的鐵的聚合物，又有羥基橋聯的鋁的聚合物。

2 結果與討論

以 PAFC 對運河水進行絮凝實驗，考察不同投加量對運河水濁度的影響。實驗結果表明，隨著 PAFC 用量的增加，對濁度有著不同的影響。當 PAFC 用量為0.15g/L 時，凈水效果最好。將不同鋁鐵摩爾比、不同 pH 環境下制成的 PAFC 產品及市售PAC，制成相同濃度的溶液，分別加入等量的運河水樣品中，考察不同配方 PAFC 對運河水濁度的影響。實驗結果如圖1所示。從圖1可以看出，不同配方的 PAFC 及市售 PAC 對運河水的濁度均有影響。但是，由 C（Al3+）∶ C（Fe3+）=7 ∶ 3，pH=4環境下制備的 PAFC 對濁度的影響最大，凈水效果最好，且優于市售 PAC。

圖1 不同配方PAFC對運河水濁度的影響

3 結束語

以含鋁和含亞鐵工業廢水為原料制備 PAFC 是可行的。確定 了制備最佳條件為 C（Al3+）∶ C（Fe3+）=7 ∶ 3，pH=4，最佳投料量為 0.15g/L。絮凝實驗表明，制備 PAFC 的絮凝性能優于 PAC 且處理運河水和生活污水效果好，但無法處理印染廢水。工業廢水作為原料制備 PAFC 絮凝劑，不但解決了環境污染問題，而且使得廢水中的離子得到合理利用。

[1] 任根寬. 復合型絮凝劑聚合氯化鋁鐵的合成[J]. 無機鹽工業，2011，43（6）：55-58.

[2] 歐陽敏，王長青.用鹽酸酸洗廢液生產聚合氯化鋁鐵[J].江西冶金，2003，23（4）：29-31.

[3] 孔愛平，王九思，武鵬華，等.無機與有機復合絮凝劑 PAFC-CTS的制備及其在廢水處理中的應用[J].水處理技術，2009，35（4）：86-110.

Preparation of Environmentally Friendly Polymeric Aluminum Chloride Flocculant From Industrial Waste Liquid

Yang Yue，Yu Lei-yong，Qian Bing-feng，Wen Xiu-cheng，Shen Chao

The optimum molar ratio and pH of polyaluminium chloride were investigated by using hydrochloric acid and sodium hydroxide in a chemical plant in Fuyang，Zhejiang Province，which contained aluminum wastewater and ferrous iron wastewater as main raw materials.，The preparation of polyaluminum chloride（PAFC）polymer flocculant.The flocculation performance of flocculant PAFC was the best when the concentration of Al3+：Fe3+=7：3，pH=4 and 0.15 g/L was simulated.

polyaluminum chloride；flocculant；preparation；application

X781

A

1003-6490（2017）06-0202-01

2017-06-08

浙江省新苗人才計劃項目（No.ZSJ0516306C）。

楊悅（1995—），女，浙江桐鄉人，本科在讀，主要研究方向為精細化工。

驗人員的實驗難度，獲取到的實驗結果更加合理與科學，讓實驗人員清楚地了解到事物的本質，提升了實驗的規范性和科學性，有利于實驗探究的繼續深入。