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聚合氯化铝絮凝形态学与凝聚絮凝

返回列表 来源:安徽福朋化工有限公司 浏览:24 发布日期:07-17 19:15 【

絮凝是当今水处理技术中应用最广泛、最普遍的单元操作工艺。无论是在给水处理,还是污废水处理及污泥处理中,絮凝往往是各种处理工艺流程中不可缺少的前置关键环节。絮凝效果的好坏决定着后续流程的运行工况、最终出水质量和成本费用。

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  随着经济的发展,水质恶化日趋严重,传统水处理工艺往往不能保证合格安全的出水,研究开发新的水处理技术工艺已成为当今亟待解决的重点问题。强化絮凝成本低、效率高,已逐渐发展为水质深度处理的一个重要技术方法。该技术通常可以包括三个方面:发展新型高效絮凝剂、发展高效絮凝反应器及高效自控系统,三者相互结合,可从整体上改进絮凝出水的效率和质量。其中,絮凝剂特性及其形态转化又起着核心作用[1]。
  在研发新型高效絮凝剂方面,无机高分子絮凝剂无疑是当前研究的热点。迄今为止,很多研究者提出了各种各样的无机高分子絮凝剂,如聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合磷酸铝、聚合硅酸铝铁、聚合硅铝,以及有机高分子与聚合铝复合型絮凝剂等。其中,聚合氯化铝是当前工业生产技术最成熟、效能最高、应用也最为广泛的品种。相对于传统的硫酸铝絮凝剂,聚合氯化铝具有适应性强、高效、价廉的优点,近年来得到了广泛应用,正在逐步成为絮凝工艺的主流药剂。

  尽管聚合铝絮凝剂在中国、日本、俄罗斯以及欧洲等国家和地区都已有相当规模的生产及应用,但对其基础理论研究却始终停留在传统硫酸铝盐药剂的作用机理上,对于这类新型药剂为何比传统的硫酸铝更为高效尚缺乏深入的科学验证和理论分析,这在很大程度上影响了无机高分子絮凝剂尤其是羟基聚合铝絮凝剂的进一步开发及应用[2,3]。
  此外,水溶液中铝的化学行为和生态毒性主要取决于它的存在形态。已有研究表明,聚合铝对植物和水生生物产生的毒害作用比Al3+和单核铝更严重,对环境的影响更为深远。聚合铝在水体中通过聚合、絮凝、沉淀、络合、吸附以及电中和等物理化学反应影响着其他元素尤其是一些重金属的生物地球化学循环,其他污染物的迁移,以及污染物的存在形态及生态毒性。同时,也有研究者指出,水处理出水中残余铝的存在以及铝壶烧水等原因使饮用水中铝浓度升高,这已成为引起骨质疏松、老年痴呆、帕金森病及肌萎缩侧索硬化等疾病的重要致病因素之一。对羟基聚合铝形态结构的研究将会对其在地球化学、土壤化学、环境科学及医学等学科的应用产生积极的影响[4,5]。
  近年来,随着羟基聚合铝絮凝剂的广泛应用,有关羟基聚合铝的基础研究及报道也在日益增多。但总体上说,尚有许多不同观点,达不到统一认识。因此,有必要从羟基聚合铝形态分布及其转化规律、水解聚合反应控制参数及其制备条件、投加后的形态转化及其稳定性,以及高效凝聚絮凝机理及其效能等方面对羟基聚合铝进行全面、深入、系统的研究探讨。

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