对新形势下聚合铝净水剂降低饮用水中含铁量的实验分析

曹乐卫　宁宇蓉　罗卫国

（西安市自来水有限公司　陕西　西安　710082）

对新形势下聚合铝净水剂降低饮用水中含铁量的实验分析

曹乐卫宁宇蓉罗卫国

（西安市自来水有限公司陕西西安710082）

自进入21世纪以来，随着我国国民经济的快速发展和社会的不断进步，同时也为我国带来了许多新的挑战和新的问题。其中重要一项就是环境污染中水环境污染问题严重，导致水资源匮乏，这一问题现在已经成为全球所面临的重大环境危机之一。因此，在这种新形势下我们面临着如何更好地改善水质恶化和污染，是水处理技术领域面临的重要问题。本文主要是通过实验来分析在新形势下聚合铝净水剂对降低饮用水中含铁量的作用，其中包括实验的具体内容和实验反应的现象。

新形势；聚合铝净水剂；降低；饮用水含铁量；实验分析

1　聚合氯化铝用途分析

首先，聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，主要是作为净水材料使用。工作原理是由于聚合氯化铝中氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大且电荷较高，从而具有吸附、凝聚、沉淀等性能的无机高分子水处理药剂。就目前我国的情况来看，聚合氯化铝在水污染处理问题上的使用范围已经相当广了，比如净化城市的河流水、水库水以及地下水的排水；城市的污水处理和净化工业给水，对工业废水和废渣中的有用物质进行回收，比如促进洗煤废水中煤粉的沉降，淀粉制造业中实现对淀粉的回收；对衣物布匹具有防皱功效；在医药精制方面和化妆品制业也有涉及；因起凝聚作用还可用于水泥的速凝。总之用途颇丰。

2　聚合氯化铝使用方法研究

聚合氯化铝在不同的水质中有不同的投加量，可以根据原水的不同浑浊度，测定最佳投加量。一般投加的原则有：①在低浊度的水中，一般是将固体的聚合氯化铝产品按照1：3的比例加自来水进行稀释，同时进行搅拌直到固体的聚合氯化铝完全溶解。②在生活用水和生产产生的污水中，必须参照每吨污水先投加30g左右的聚合氯化铝产品。然后投加稀释之后的聚丙烯酰胺产品，如果效果不是很明显，可以根据实际情况酌情减少或增加聚合氯化铝产品的投加量。③在造纸厂污水处理中，和在低浊度水中的投放比例配置是一样的，不过如果效果不明显可以酌量添加。④原水浊度在100～500mg/L时，投加量为5～10mg即每千吨水投量为5～10kg，用前最好可以根据水质的特性进行小试，选出最佳值，然后投用。在投加聚合氯化铝产品时有一个最佳pH值为3.5～5.0，选择最佳pH值投加，可以发挥混凝的最大效益。

3　聚合氯化铝混凝过程研讨

聚合氯化铝混凝过程主要有四个阶段：①凝聚阶段，这一阶段主要是聚合氯化铝药液注入混凝池后和原水快速混凝，并在极短时间内形成微细矾花的过程。这个阶段的主要表现为水体变得更加的浑浊，同时要求水流能够到达可以产生激烈的湍流阶段。这个阶段过程中实验中烧杯的搅拌时间一般应该不超过两分钟，保持快速搅拌。②絮凝阶段，也就是矾花成长变粗的过程，这一阶段要求保持适当的湍流程度和保证足够的停留时间，一般为10～15min，到这一阶段的后期可以观察到大量的矾花聚集并缓缓下沉，形成表面清晰层。③沉降阶段，它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程，要求水流缓慢，为了提高效率可以采用斜管或者板式的沉降池，最好采用气浮法分离絮凝物，这个时候可以看见大量的粗大矾花因为斜管（板）壁阻挡而沉积在池底，上层水为澄清水，剩下的粒径小、密度小的矾花一边缓缓下降，一边继续相互碰撞结大，至后期余浊基本不变。④强化过滤阶段，这一阶段主要需要西湖一的就是合理选用滤层结构和助滤剂，以提高滤池的去除率，它是提高水质的重要措施。

4　聚合氯化铝制备方法研讨

聚合氯化铝的制备方法有很多种，根据原材料的不同，可以分为金属铝法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝法、氯化铝法等。①金属铝法，采用这种制备方法合成聚合氯化铝的原料主要是铝加工的下脚料，按照一定的配比在搅拌过程中缓慢加入盐酸进行反应，经熟化聚合、沉降制得液体聚合氯化铝，再经果稀释、过滤、浓缩和干燥等过程得到聚合氯化铝。②氢氧化铝法，由于氢氧化铝粉的纯度比较高，合成的聚合氯化铝重金属等的有毒物质含量会相对比较低，这种制备方法一般是采用加热加压酸溶的生产工艺。由于这种工艺比较简单，但生产的聚合氯化铝的盐基度较低，因此一般采用氢氧化铝加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序。③三氧化铝法，含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产工艺可分为两步：第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中和法得到聚合氯化铝。④氯化铝法，采用氯化铝粉为原料，加工聚合氯化铝。这种方法应用最为普遍，可用结晶氯化铝于170℃进行沸腾热解，加水熟化聚合，再经固化，干燥制得。⑤碱溶法，先将铝灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液，再用盐酸调pH值，制得聚合氯化铝溶液。这种方法的制得的产品颜色外观较好，水不溶物较少，但氯化钠含量高，原材料消耗高，溶液氧化铝含量低，工业化生产成本较大，一般比较少采用。

5　聚合氯化铝降低饮用水中含铁量措施

5.1压缩双电层分析

胶团双电层的构造决定了在胶粒表面处反离子的浓度最大，随着胶粒表面向外的距离越大则反离子浓度越低，最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，而扩散层的厚度减小。

5.2吸附电中和分析

吸附电中和作用指粒表面对异号离子，异号胶粒或链状离分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了它的部分电荷，减少了静电斥力，因而容易与其它颗粒接近而互相吸附。此时静电引力常是这些作用的主要方面，但在不少的情况下，其它的作用了超过静电引力。

5.3吸附架桥作用研究

吸附架桥作用机理主要是指高分子物质与胶粒的吸附与桥连，也可以理解成两个大的同号胶粒中间由于有一个异号胶粒而连接在一起。由于高分子絮凝剂具有线性结构的特点，它们有能和胶粒表面某些部位起作用的化学基团，当高聚合物与胶粒接触时，基团能与胶粒表面产生特殊的反应而相互吸附，而高聚物分子的其余部分则伸展在溶液中，可以与另一个表面有空位的胶粒吸附，这样聚合物就起了架桥连接的作用。

5.4沉淀物网捕机理研究

当金属盐或金属氧化物和氢氧化物作凝聚剂时，当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物或金属碳酸盐时，水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时所网捕。当沉淀物在中性和酸性pH范围内时，沉淀速度可因溶液中存在阴离子而加快。此外水中胶粒本身可作为这些金属氧氧化物沉淀物形成的核心，所以凝聚剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比，即胶粒越多，金属凝聚剂投加量越少。

6　结束语

对新形势下聚合铝净水剂降低饮用水中含铁量的实验分析表明这是一个复杂性的问题，在这项研究工作中还存在许多的的问题，其中相关工作必须要严格遵守相关的法律规范和行业原则，认真做好工作过程中的每项工作，提高工作质量。经验与实际情况相结合，收集和分析在工作过程中遇到的问题，结合实际情况，注重相关注意事项制定相应的解决措施。

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R123

A

1673-0038（2015）39-0311-02

2015-9-13

曹乐卫（1970-），女，工程师，大学本科，主要从事水质分析工作。