聚合氯化铝硅的研制及在水处理中的应用
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113 聚合氯化铝硅的制备
取一定量的液体聚合氯化铝, 在搅拌条件下加
18
梁朝玉等: 聚合氯化铝硅的研制及在水处理中的应用
2004 年第 11 期
入活化硅酸, 同时加入一定量铁作为稳定剂, 停止搅 拌, 熟化一定时间后, 制得液体 APAC。
114 净水试验
量取 1000mL 的水样, 使用 JTY 六联定时变速混 凝搅拌器 进行试验。在转速为 450r#min- 1 下搅拌 30s, 然后分别在 250、100、60r#min- 1 转速下各搅拌 1min, 然后静置 10min。于上层清水面 3~ 4cm 处取 水样测量其浊度。
[ 5] Aurillola S O K , Lepisto A M, Naranlaht i T, et al1 [ J] 1 Chromatogr, 1992, 153: 591
[ 6] Cardellina JH1 HPLC separation of taxol and cephalomannine[ J ] . Liq Chromat ogr, 1991, 14 ( 4) : 6591
( 下转第 42 页)
42
吴 倩等: 紫杉醇的提取和初分离工艺研究
2004 年第 11 期
参考文献
[ 1] Wani M C, Taylor H L, Wall M E, et al1 Plant ant it umour agents1VI1The isolat ion and structure of Taxol, a novel antileukemic and antitumor agent from Taxus brevifolia1 J of Am Chem Soc, 1971, 93: 2325- 23271
表 1 不同 Al3+ / SiO2 摩尔比的 APAC 水处理效果对比
Al3+ / SiO2 / 摩尔比
药用量 / mg#L- 1
残余浊度 / mg#L- 1
备注
01 10
5
01 08
5
01 05
5
01 03
5
01 01
5
17 原水为广西某
10 山区的河水,
8 浊度 61mg#L- 1,
9 pH 值为 616
备注
5
22
1
5
10
2
原水 浊 度 55mg# L- 1,
5
3
3
pH 值为 612
5
31 5
4
综合 APAC 的稳定性及其絮凝效果, 得出反应 最佳 pH 值为 2~ 3。
214 APAC 在微酸低浊水的应用
用所制的 APAC 絮凝剂处理广西某山区的天然 山河水。所选河水分析测定: 浊度为 32 mg#L- 1, pH 值为 513, 呈半透明状态。对所取的河水投加不同 的絮凝剂进行对比试验, 结果见表 3。
13
由表 1 可以看出, Al3+ 含量对 APAC 的絮凝效
果有重要的影响, 过多或过少都不利于 APAC 的絮
凝效果。因为聚硅酸属于阴离子絮凝剂, 它的絮凝 是依靠分子链上的阴离子活性基团与胶体微粒表面
间的范德华力和氢键引起的吸附架桥作用, 而不具
有电荷中和作用, 所以, 絮凝效果比吸附架桥和电荷
111 主要仪器和试剂
JTY 六联定时变速混凝搅拌器; WGZ- 1 数字式 浊度仪; pHS- 3C 型精密 pH 计。
模数( M) 为 3120 的水玻璃( 工业级) ; 液体聚合 氯化铝( 氧化铝含量 11% , 盐 基度 8310% ) ; 98% 的 浓硫酸。
112 水玻璃的活化
称取一定量的水玻璃( 固体) 并加水在搅拌条件 下溶解, 得到水玻璃稀溶液。量取浓硫酸并稀释, 冷 却。把水玻璃溶液加入到硫酸溶液中, 同时激烈搅 拌, 并测量 pH 值。反应完毕后, 放置一定的时 间, 便得到活化硅酸。
中和作用同时存在要差。当聚硅酸溶液中含较少的 Al3+ 时, APAC 的电荷中和能力较弱, 絮凝效果不好。 当聚硅酸溶液中含有较多的 Al3+ 时, 大量的 Al3+ 容
易吸附在带负电的胶粒表面使其带正电荷, 这样带 正电荷的胶粒与 APAC 阳离子Biblioteka Baidu凝剂之间发生排斥
作用, 不利于 APAC 对胶粒的吸附架桥作用, 因而絮 凝效果降低。只有 Al3+ 适量时, APAC 能同时发挥
[ 2] 元英进 1 抗癌新药紫杉醇和 多烯紫杉 醇[ M] 1 北京: 化学 工业 出版社, 200211- 261
[ 3] 锅田宪助, 田崎弘之, 江部洋史, 等 1 日本: 特开平, 61573291 19941
[ 4] Kasitu, Gertrude C, Noah, et al1 Process for mass production of GMP paclitaxel and related taxanes1 U S[ P] 16469186, 2002- 10- 221
Preparation of APAC and its application in water treatment LIANG Chao- yu1, LIU Qi- hai2
( 1. Water Environment Monitor Center of Hechi , Hechi 547000, China; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi U niversity , Nanning 530004, China) Abstract: APAC ( poly aluminium chloride silicon) , a new type of complex macro - molecule flocculating agent, can be compounded under the best conditions mentioned in this paper. To obtain the results from our experiments, the different rates of silicon and aluminium, the content of iron ( used as stabilization agent) and pH value should be noted hereby . The best condition obtained in this paper is 0. 3~ 0. 5 of the mole ratio of silicon to aluminium, 0. 4% ~ 0. 8% ( content by quality) of iron ion and 2~ 3 of pH value . Such flocculating agent holds many merits, such as stable qual-i ty, low turbidness after disposing water and least influenced by undisposed water. s pH value, especially having the advantage of disposing low- turbid, sourish river water. Key words: activation silicic acid; APAC; low turbidness
广西大部分山区水质呈酸性, 每年的大部分时 间处于低浊状态, 未经过处理均不能饮用, 而使用目 前的水处理剂, 如聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫 酸铁硅、聚合硫酸铁和聚合硫酸铝铁等絮凝剂处理, 都不能取得较好的处理效果, 特别是在每年的开春 期, 广西大部分山区的水质酸性更强, 很多水厂在这 个时期束手无策, 无法生产, 被迫停水, 严重影响了 居民的正常生活。根据广西山区水质的特点, 开发 出适应处理该水质的聚合氯化铝硅( APAC) , 它是一 种复合型的无机阳离子高分子絮凝剂, 是在聚合氯 化铝( PAC) 的基础上进一步加入活化硅酸进行合成 的。加入的活化硅酸可以增加 PAC 的聚合度, 调整 内部电荷结构, 在处理水的过程中同时具有静电中 和、吸附架桥和网捕[ 1] 三种功能, 大大增强其絮凝沉
图 1。
铁含量/ % 图 1 Fe3+ 含量对 APAC 凝胶的 影响
从图 1 可以看 出, 适量加 入铁离子, 可以 增加 APAC 的稳定性, 延长 APAC 的凝胶时间。当铁离子 加入量达到 016% 时, 出现了凝胶时间最高点。
213 pH 值对 APAC 稳定性的影响
液体聚合铝与活化硅酸反应的 pH 值对 APAC 的稳定性的影响见图 2。聚合铝与活化硅酸的反应 速度随 pH 值的变化而快 速变化, 试 验表明, 当 pH 值在 315 以上, 反应速度急剧上升, 难以控制, 反应 物很快就成为凝胶, 失去活性而没有絮凝作用。
2 结果与讨论
211 Al3+ / SiO2 摩尔比对絮凝效果的影响
为了探讨 Al3+ 含量对 APAC 絮凝效果的影响, 按 Al3+ / SiO2 摩尔比分别 为 0110、0108、0105、0103、
0101 制备 APAC, 放置熟化。以各 絮凝剂的投量均 为 5mg#L- 1进行絮凝试验, 结果见表 1。
pH 值 图 2 pH 值对 APAC 稳定性的影响
由图 2 可以看出, pH 值越低, APAC 的稳定性越 好, 但 pH 值过低, 其絮凝效果并不理想, 见表 2。
表 2 不同 pH 值反应条件下 APAC 的水处理效果对比
药用量 残 余浊度 / mg#L - 1 / mg# L- 1
pH 值
收稿日期: 2004- 08- 15 作者简介: 梁朝玉( 1977- ) , 男 ( 壮族) , 广西 大化 人, 助 理工程 师,
2001 年毕业于广西 大学 化学化 工学院, 工学 学士, 主 要 从事水环境监测和评价工作。
降能力, 在处理广西山区的低浊、微酸水方面具有很 好的效果。
1 实验部分
[ 7] 陈振德, 郑汉臣, 张虹, 王 洪泉, 李金 昌 1 一种制 备紫杉醇 的新 方法[ P] 1 1197796, 1998- 11- 041
[ 8] M attina M J I, Mac Eachern G J1Extract ion, purificat ion by solid phase extract ion and high- performance liquid chromatographic analysis of taxanes from ornament al Taxus needles [ J ] 1 Chromatogr,
良好的电荷中和及吸附架桥双重作用, 具有良好的 絮凝效果。实验结果表明, 当 Al3+ / SiO2 摩尔比为
0103~ 0105 时, APAC 的絮凝效果最佳。
212 Fe3+ 含量对 APAC 稳定性[2] 的影响
以 Al3+ / SiO2 摩 尔 比 为 0104, 加 入 不 同量 的 Fe3+ 作为稳定剂, Fe3+ 加入量与 APAC 凝胶时间见
Sum 110 No111
化学工程师 Chemical Engineer
文章编号: 1002- 1124( 2004) 11- 0017- 03
科
研 与
聚合氯化铝硅的研制
开
发
及在水处理中的应用
2004 年 11 月
梁朝玉1, 刘其海2
( 1. 广西河池水环境监测中心, 广西 河池 547000; 2. 广西大学 化学化工学院, 广西 南宁 530004) 摘 要: 聚合氯化铝硅( 简称 APAC) , 是一种新型 的复合高分 子絮凝剂, 本文在 不同的硅 铝比、铁含 量 ( 作为稳定剂) 、pH 值条件下进行合成试验, 得出了合 成的最 佳条件: 硅铝 比( 摩尔比) 为 0. 03~ 0. 05, 铁 含 量( 质量百分含量) 为 0. 4% ~ 0. 8% , pH 值为 2~ 3。在此 条件下得 出的絮凝剂 具有性质 稳定、处 理出水 浊 度低、受原水 pH 值影响小等优点。尤其在处理低浊、微酸河水具有良好 的絮凝效果。 关键词: 活化硅酸; 聚 合氯化铝硅; 低浊 中图分类号 :TQ31412513 文献标识码: A
取一定量的液体聚合氯化铝, 在搅拌条件下加
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梁朝玉等: 聚合氯化铝硅的研制及在水处理中的应用
2004 年第 11 期
入活化硅酸, 同时加入一定量铁作为稳定剂, 停止搅 拌, 熟化一定时间后, 制得液体 APAC。
114 净水试验
量取 1000mL 的水样, 使用 JTY 六联定时变速混 凝搅拌器 进行试验。在转速为 450r#min- 1 下搅拌 30s, 然后分别在 250、100、60r#min- 1 转速下各搅拌 1min, 然后静置 10min。于上层清水面 3~ 4cm 处取 水样测量其浊度。
[ 5] Aurillola S O K , Lepisto A M, Naranlaht i T, et al1 [ J] 1 Chromatogr, 1992, 153: 591
[ 6] Cardellina JH1 HPLC separation of taxol and cephalomannine[ J ] . Liq Chromat ogr, 1991, 14 ( 4) : 6591
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吴 倩等: 紫杉醇的提取和初分离工艺研究
2004 年第 11 期
参考文献
[ 1] Wani M C, Taylor H L, Wall M E, et al1 Plant ant it umour agents1VI1The isolat ion and structure of Taxol, a novel antileukemic and antitumor agent from Taxus brevifolia1 J of Am Chem Soc, 1971, 93: 2325- 23271
表 1 不同 Al3+ / SiO2 摩尔比的 APAC 水处理效果对比
Al3+ / SiO2 / 摩尔比
药用量 / mg#L- 1
残余浊度 / mg#L- 1
备注
01 10
5
01 08
5
01 05
5
01 03
5
01 01
5
17 原水为广西某
10 山区的河水,
8 浊度 61mg#L- 1,
9 pH 值为 616
备注
5
22
1
5
10
2
原水 浊 度 55mg# L- 1,
5
3
3
pH 值为 612
5
31 5
4
综合 APAC 的稳定性及其絮凝效果, 得出反应 最佳 pH 值为 2~ 3。
214 APAC 在微酸低浊水的应用
用所制的 APAC 絮凝剂处理广西某山区的天然 山河水。所选河水分析测定: 浊度为 32 mg#L- 1, pH 值为 513, 呈半透明状态。对所取的河水投加不同 的絮凝剂进行对比试验, 结果见表 3。
13
由表 1 可以看出, Al3+ 含量对 APAC 的絮凝效
果有重要的影响, 过多或过少都不利于 APAC 的絮
凝效果。因为聚硅酸属于阴离子絮凝剂, 它的絮凝 是依靠分子链上的阴离子活性基团与胶体微粒表面
间的范德华力和氢键引起的吸附架桥作用, 而不具
有电荷中和作用, 所以, 絮凝效果比吸附架桥和电荷
111 主要仪器和试剂
JTY 六联定时变速混凝搅拌器; WGZ- 1 数字式 浊度仪; pHS- 3C 型精密 pH 计。
模数( M) 为 3120 的水玻璃( 工业级) ; 液体聚合 氯化铝( 氧化铝含量 11% , 盐 基度 8310% ) ; 98% 的 浓硫酸。
112 水玻璃的活化
称取一定量的水玻璃( 固体) 并加水在搅拌条件 下溶解, 得到水玻璃稀溶液。量取浓硫酸并稀释, 冷 却。把水玻璃溶液加入到硫酸溶液中, 同时激烈搅 拌, 并测量 pH 值。反应完毕后, 放置一定的时 间, 便得到活化硅酸。
中和作用同时存在要差。当聚硅酸溶液中含较少的 Al3+ 时, APAC 的电荷中和能力较弱, 絮凝效果不好。 当聚硅酸溶液中含有较多的 Al3+ 时, 大量的 Al3+ 容
易吸附在带负电的胶粒表面使其带正电荷, 这样带 正电荷的胶粒与 APAC 阳离子Biblioteka Baidu凝剂之间发生排斥
作用, 不利于 APAC 对胶粒的吸附架桥作用, 因而絮 凝效果降低。只有 Al3+ 适量时, APAC 能同时发挥
[ 2] 元英进 1 抗癌新药紫杉醇和 多烯紫杉 醇[ M] 1 北京: 化学 工业 出版社, 200211- 261
[ 3] 锅田宪助, 田崎弘之, 江部洋史, 等 1 日本: 特开平, 61573291 19941
[ 4] Kasitu, Gertrude C, Noah, et al1 Process for mass production of GMP paclitaxel and related taxanes1 U S[ P] 16469186, 2002- 10- 221
Preparation of APAC and its application in water treatment LIANG Chao- yu1, LIU Qi- hai2
( 1. Water Environment Monitor Center of Hechi , Hechi 547000, China; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi U niversity , Nanning 530004, China) Abstract: APAC ( poly aluminium chloride silicon) , a new type of complex macro - molecule flocculating agent, can be compounded under the best conditions mentioned in this paper. To obtain the results from our experiments, the different rates of silicon and aluminium, the content of iron ( used as stabilization agent) and pH value should be noted hereby . The best condition obtained in this paper is 0. 3~ 0. 5 of the mole ratio of silicon to aluminium, 0. 4% ~ 0. 8% ( content by quality) of iron ion and 2~ 3 of pH value . Such flocculating agent holds many merits, such as stable qual-i ty, low turbidness after disposing water and least influenced by undisposed water. s pH value, especially having the advantage of disposing low- turbid, sourish river water. Key words: activation silicic acid; APAC; low turbidness
广西大部分山区水质呈酸性, 每年的大部分时 间处于低浊状态, 未经过处理均不能饮用, 而使用目 前的水处理剂, 如聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫 酸铁硅、聚合硫酸铁和聚合硫酸铝铁等絮凝剂处理, 都不能取得较好的处理效果, 特别是在每年的开春 期, 广西大部分山区的水质酸性更强, 很多水厂在这 个时期束手无策, 无法生产, 被迫停水, 严重影响了 居民的正常生活。根据广西山区水质的特点, 开发 出适应处理该水质的聚合氯化铝硅( APAC) , 它是一 种复合型的无机阳离子高分子絮凝剂, 是在聚合氯 化铝( PAC) 的基础上进一步加入活化硅酸进行合成 的。加入的活化硅酸可以增加 PAC 的聚合度, 调整 内部电荷结构, 在处理水的过程中同时具有静电中 和、吸附架桥和网捕[ 1] 三种功能, 大大增强其絮凝沉
图 1。
铁含量/ % 图 1 Fe3+ 含量对 APAC 凝胶的 影响
从图 1 可以看 出, 适量加 入铁离子, 可以 增加 APAC 的稳定性, 延长 APAC 的凝胶时间。当铁离子 加入量达到 016% 时, 出现了凝胶时间最高点。
213 pH 值对 APAC 稳定性的影响
液体聚合铝与活化硅酸反应的 pH 值对 APAC 的稳定性的影响见图 2。聚合铝与活化硅酸的反应 速度随 pH 值的变化而快 速变化, 试 验表明, 当 pH 值在 315 以上, 反应速度急剧上升, 难以控制, 反应 物很快就成为凝胶, 失去活性而没有絮凝作用。
2 结果与讨论
211 Al3+ / SiO2 摩尔比对絮凝效果的影响
为了探讨 Al3+ 含量对 APAC 絮凝效果的影响, 按 Al3+ / SiO2 摩尔比分别 为 0110、0108、0105、0103、
0101 制备 APAC, 放置熟化。以各 絮凝剂的投量均 为 5mg#L- 1进行絮凝试验, 结果见表 1。
pH 值 图 2 pH 值对 APAC 稳定性的影响
由图 2 可以看出, pH 值越低, APAC 的稳定性越 好, 但 pH 值过低, 其絮凝效果并不理想, 见表 2。
表 2 不同 pH 值反应条件下 APAC 的水处理效果对比
药用量 残 余浊度 / mg#L - 1 / mg# L- 1
pH 值
收稿日期: 2004- 08- 15 作者简介: 梁朝玉( 1977- ) , 男 ( 壮族) , 广西 大化 人, 助 理工程 师,
2001 年毕业于广西 大学 化学化 工学院, 工学 学士, 主 要 从事水环境监测和评价工作。
降能力, 在处理广西山区的低浊、微酸水方面具有很 好的效果。
1 实验部分
[ 7] 陈振德, 郑汉臣, 张虹, 王 洪泉, 李金 昌 1 一种制 备紫杉醇 的新 方法[ P] 1 1197796, 1998- 11- 041
[ 8] M attina M J I, Mac Eachern G J1Extract ion, purificat ion by solid phase extract ion and high- performance liquid chromatographic analysis of taxanes from ornament al Taxus needles [ J ] 1 Chromatogr,
良好的电荷中和及吸附架桥双重作用, 具有良好的 絮凝效果。实验结果表明, 当 Al3+ / SiO2 摩尔比为
0103~ 0105 时, APAC 的絮凝效果最佳。
212 Fe3+ 含量对 APAC 稳定性[2] 的影响
以 Al3+ / SiO2 摩 尔 比 为 0104, 加 入 不 同量 的 Fe3+ 作为稳定剂, Fe3+ 加入量与 APAC 凝胶时间见
Sum 110 No111
化学工程师 Chemical Engineer
文章编号: 1002- 1124( 2004) 11- 0017- 03
科
研 与
聚合氯化铝硅的研制
开
发
及在水处理中的应用
2004 年 11 月
梁朝玉1, 刘其海2
( 1. 广西河池水环境监测中心, 广西 河池 547000; 2. 广西大学 化学化工学院, 广西 南宁 530004) 摘 要: 聚合氯化铝硅( 简称 APAC) , 是一种新型 的复合高分 子絮凝剂, 本文在 不同的硅 铝比、铁含 量 ( 作为稳定剂) 、pH 值条件下进行合成试验, 得出了合 成的最 佳条件: 硅铝 比( 摩尔比) 为 0. 03~ 0. 05, 铁 含 量( 质量百分含量) 为 0. 4% ~ 0. 8% , pH 值为 2~ 3。在此 条件下得 出的絮凝剂 具有性质 稳定、处 理出水 浊 度低、受原水 pH 值影响小等优点。尤其在处理低浊、微酸河水具有良好 的絮凝效果。 关键词: 活化硅酸; 聚 合氯化铝硅; 低浊 中图分类号 :TQ31412513 文献标识码: A