铝盐絮凝剂配方10例
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铝盐絮凝剂配方10例
一、聚合硫酸铝(PAS)
制备方法
主要原料:硫酸铝、氢氧化钙、磷酸、盐酸和氢氧化钠等。
制备过程:称取一定量的Al2(SO4)3与Ca(OH)2药品,溶解后将氢氧化钙浑浊也缓缓加入到温度为70℃的硫酸铝溶液中,此时m[Al2(SO4)3]:m[Ca(OH)2]:m[H2O]=5:1:12。反应时应控制液位,不断补充水以促进Ca(OH)2溶解,同时快速搅拌。反应3~4h 后,溶液的pH较为稳定,此时要连续测其碱化度。当碱化度达到预定值后(大约8~12h),即可过滤,滤液一般需要熟化放置3~4d。在合成过程中,考虑到硫酸根能增强羟基的聚合作用,因此加入少量的Na2 SO4。整个反应的产率为84.6%。为了提高PAS产品的稳定性,可以向PAS中加入少量有机酸作为稳定剂(如酒石酸-酒石酸钾钠的混合液),以达到较长期贮存的目的。
应用:该絮凝剂用于处理天然河水(COD=38.6mg/L,颜色呈微蓝绿色)有着良好的效果,可优选作为工业用水的水处理絮凝剂。在处理典型的含有F-工业废水也有着良好的效果。
二、聚硅硫酸铝(PASS)
制备方法
主要原料:氢氧化铝、水玻璃和硫酸。
制备过程:
聚硅酸溶液的制备:称取一定量水玻璃用自来水稀释至SiO2为1.2%,边搅拌边缓慢加入硫酸调节pH值,室温放置一定时间,使其能达到一定的聚合度。
硫酸铝溶液的制备:取一定量氢氧化铝,加适量的一定浓度的浓硫酸,加热搅拌,制成一定浓度的Al2(SO4)3溶液。
PASS的制备:在上述制得的聚硅硫酸溶液中,在不断搅拌条件下加入一定量的硫酸铝溶液、活化剂和稳定剂,熟化一定时间,即可制得PASS絮凝剂(液体)。
应用:用于炼油废水处理、药厂的废水处理和原水除浊。
三、碱式聚硅硫酸铝
制备方法
采用新颖的一步法,即将一定浓度的AL2(SO4)3溶液移入到三颈烧瓶中,然后加入一定浓度的Na2SiO3溶液,在强搅拌的条件下缓慢地加入NaAlO2溶液。升温至20—90度的一定温度,并在该温度下熟化,直到溶液透明为止。
产品为无色透明液体,pH值3.7,密度1.28g/cm3.产品的性能稳定,制备和储存过程中不需要添加稳定剂,储存时间较长,有很好的发展前途。
应用
对硅藻土配制的模拟水样进行絮凝处理。其去浊性能效果优于聚合硫酸铝,远远优于AL2(SO4)3。且絮体沉降速率快,相同时间内去浊率比聚合硫酸铝及AL2(SO4)3提高30%-50%,絮体粗大易于过滤,絮凝效果好,且投加量比AL2(SO4)3少得多。
四、含硼聚硅硫酸铝铁(PFASSB)
制备方法
制备原料:硅酸钠、硫酸铁、硫酸铝和硼砂
制备过程:称取一定量的水玻璃,用水稀释至一定浓度,再用硫酸铝调节pH值,然后
在指定温度下使其预聚合(即活化)。经过一段时间的活化后,加入硫酸铁、氯化铝和硼砂,陈化一段时间即可得到红棕色液体PFASSB制品。
最佳制备条件为:n(Fe):n(Al):n(Si)=0.5:0.5:1.0,n(B):n(Si)=0.15:1.0 ,活化pH值为2.0,活化时间为1h。生产的PFASSB具有优良的稳定性和絮凝性能,最佳稳定时间是60天。
应用:该絮凝剂对池塘天然水样进行絮凝,COD的去除能力远大于聚铁、聚铝,而且产生矾花迅速,且密度大,是一种优良的新型絮凝剂。
五、结晶氯化铝
制备方法
用工业稀盐酸和铝酸钙制取结晶氯化铝。先将稀盐酸量入烧杯中,置于水浴锅上进行预热处理,并在搅拌过程中加入100g铝酸铝粉。升至设定浸出温度后,保持温度稳定,按照设定的浸出时间持续搅拌进行浸出反应。在酸浸反应过程中,为了弥补蒸发损失的水分,适量加入少许去离子水,保持反应液的体积稳定。酸浸反应结束后,自然沉降24h,再采用高速离心机进行固液分离。对于获得的固体残渣使用去离子水洗涤一遍,将洗涤液与分离出来的原浸出液混合,混合后的液体经浓缩结晶、离心分离后,制得固体结晶氯化铝。其合理的制备条件为:m(铝酸钙分/g):V(盐酸/mL)=1:6.5,酸浸时间1h,酸浸温度70-75℃。
应用:将此混凝剂用于高岭土悬浊液模拟水样。在原水浑浊度为145.2NTU条件下进行混凝试验。该混凝剂在弱酸性环境下表现出了较好的絮凝性能,在中性环境下也表现一定的絮凝效果。但是存在的混凝剂水溶性不好,将浊能力差及处理后水体中残余铝含量高的缺点。
六、聚合氯化铝(PAC)
聚合氯化铝自20世纪60年代在日本问世以来,发展迅速,已成为国际上公认的一种优良净水剂。它具有净水性能好,用量少,效率高,絮凝体沉降快,使用范围广等众多有点。
制备方法一:
以Al(OH)3、HCl、H2SO4和Na2CO3为原料制备。在带有搅拌器、温度计和回流冷凝器的三颈瓶中加入一定量的氢氧化铝、盐酸及硫酸在110度左右反应5-7h。待反应完全后将反应液冷却,然后在搅拌下向反应液中加入一定量的碳酸氢钠溶液,适当搅拌,直至反应完全即得到产品。此法合成的PAC含Al2O3为7%-9%,pH为3.0%-3.5%,碱化度60%-75%,相对密度在1.10以上,含硫酸根适量。
制备方法二:
以工业硫酸、氯化钙和石灰为原料,一步合成聚合氯化铝。将配制好的硫酸铝溶液(1.6-2.0mol/L)加入反应器中加热近沸,搅拌,将氯化钙溶液(6.8mol/L)以一定加料速度加入反应器。此时溶液呈黄色悬浊液。停止加热,搅拌下冷却至45-60℃,并维持此温度,再将石灰乳(3.6mol/L)以一定加料速度加入反应器。此时悬浊液呈浅红棕色(由于杂质铁水解引起)。将上悬浊液倒入压滤器进行压滤,滤液进入熟化池进行熟化,滤饼进入浸取槽。滤液在熟化池中不断得到搅拌,温度再45-65℃,时间3-5h。经熟化后的溶液即为粘稠的液体聚铝,pH3-4,Al2O36%-8%。将此液体置于干燥器中,脱水干燥,干燥后的固体为浅黄色晶状颗粒,经研磨后装袋即为成品。
在浸取槽中,滤饼用稀硫酸浸取,以回收其中夹带的铝,过滤分离后浸取液返回至反应器与配制的硫酸铝混合进行第二个循环反应。分离后的固体为硫酸钙的副产物。
方法特点:该方法原料易得,价格便宜成本低,工艺流程简单,需要的设备少,一步合成最终产品,操作容易,工业化易实现,无三废排放。副产物的石膏的纯度较高,可做医用石膏等的原料。