聚氯化鋁鐵被廣泛用于污水處理中,但是傳統絮凝劑聚氯化鋁鐵(PAFC)對于一些水溶性印染廢水脫色效果較差,必須進行改性處理,提高其絮凝性能,本文通過加入硅酸鹽對聚氯化鋁鐵進行了改性,增強了電中和及吸附架橋能力,提高了絮凝劑的脫色效率,且易于制備,應用前景廣闊.文中重點考察了PAFC∶Na2SiO3、反應時間、反應溫度、聚合時間、聚合溫度對改性聚氯化鋁鐵的影響,進而優化了制備的工藝條件.并將其應用于酸性黑模擬印染廢水的處理中,取得了顯著的效果。
試劑:Na2SiO3·9H2O(AR),聚氯化鋁鐵(自制),酸性黑模擬印染廢水(100mg/L)
制備方法:將一定濃度的硅酸鈉溶液用稀硫酸調至聚合pH值為1.5時,與一定量的PAFC混合,在一定反應溫度下,以轉速40r/min攪拌,在一定溫度下放置一定時間即得改性聚氯化鋁鐵。
絮凝性能測試方法:
在20mL酸性黑模擬印染廢水中,投加改性聚氯化鋁鐵。先在轉速為300r/min下攪拌1min,再在轉速為50r/min下攪拌5min,反應沉降一定時間后,在距上層清液液面2~3cm處吸取澄清液,測其透過率T%,并計算出對應的吸光度A和脫色率
制備改性聚氯化鋁鐵的影響因素
1)PAFC∶Na2SiO3和反應時間對改性PAFC性能的影響
在反應溫度50℃,聚合時間2h,聚合溫度50℃條件下,分別制備了PAFC∶Na2SiO3(質量比)為3?5∶1、4?3∶1、5?2∶1、6?0∶1的產品,隨著反應時間的增加脫色率逐漸增加,隨后趨于平穩,在90min時達到最佳值.PAFC∶Na2SiO3對脫色率的影響是:4.3∶1>5.2∶1>3.5∶1>6.0∶1.因此,本實驗選擇反應時間為90min;PAFC∶Na2SiO3為4.3∶1.
2)反應溫度對改性聚氯化鋁鐵性能的影響
在已確定的最優化條件下,聚合時間2h,聚合溫度50℃,分別制備了反應溫度為45~85℃的產品,以投加量均為15mg/L進行絮凝實驗.,隨著反應溫度的增加脫色率先增加后減小,在70℃時達到最佳.
3)聚合時間和聚合溫度對改性聚氯化鋁鐵性能的影響
在已確定的最優化條件下,制備不同聚合時間,聚合溫度的產品,以投加量均為15mg/L進行絮凝實驗.
1)絮凝劑投加量對絮凝脫色效果的影響
絮凝劑的用量與廢水中懸浮物的含量有關,應根據廢水的特點(實驗用水水質如表1),確定出處理酸性黑模擬印染廢水(pH=5)過程中改性PAFC的合適用量,。
2)酸性黑模擬印染廢水的pH值對脫色效果的影響
酸性黑模擬印染廢水的pH值對改性聚氯化鋁鐵性能影響很大,根據廢水的特點,確定出改性PAFC絮凝處理的最佳pH值的范圍.固定其投加量為10mg/L,調節模擬廢水的pH值為5~11.5進行絮凝實驗。改性聚氯化鋁鐵的最佳制備工藝條件是PAFC∶Na2SiO3為4.3∶1;最適宜的反應時間為1.5h,反應溫度70℃,聚合時間1h,聚合溫度60℃.隨著改性聚氯化鋁鐵投入量的增加,絮凝能力逐漸增大,當投加量為10mg/L時脫色率最佳,但投加量繼續增大時,脫色率反而減小,與膠體復穩一致;改性聚氯化鋁鐵的使用pH值范圍較寬,在最佳投加量下,當pH=6~11時,脫色率可達到97.5%以上.
改性聚氯化鋁鐵具有用藥量少,適用pH值范圍寬等優點,是一種絮凝效果非常明顯的高效絮凝劑,應用前景廣闊.