聚氯化铝铁被广泛用于污水处理中,但是传统絮凝剂聚氯化铝铁(PAFC)对于一些水溶性印染废水脱色效果较差,必须进行改性处理,提高其絮凝性能,本文通过加入硅酸盐对聚氯化铝铁进行了改性,增强了电中和及吸附架桥能力,提高了絮凝剂的脱色效率,且易于制备,应用前景广阔.文中重点考察了PAFC∶Na2SiO3、反应时间、反应温度、聚合时间、聚合温度对改性聚氯化铝铁的影响,进而优化了制备的工艺条件.并将其应用于酸性黑模拟印染废水的处理中,取得了显著的效果。
试剂:Na2SiO3·9H2O(AR),聚氯化铝铁(自制),酸性黑模拟印染废水(100mg/L)
制备方法:将一定浓度的硅酸钠溶液用稀硫酸调至聚合pH值为1.5时,与一定量的PAFC混合,在一定反应温度下,以转速40r/min搅拌,在一定温度下放置一定时间即得改性聚氯化铝铁。
絮凝性能测试方法:
在20mL酸性黑模拟印染废水中,投加改性聚氯化铝铁。先在转速为300r/min下搅拌1min,再在转速为50r/min下搅拌5min,反应沉降一定时间后,在距上层清液液面2~3cm处吸取澄清液,测其透过率T%,并计算出对应的吸光度A和脱色率
制备改性聚氯化铝铁的影响因素
1)PAFC∶Na2SiO3和反应时间对改性PAFC性能的影响
在反应温度50℃,聚合时间2h,聚合温度50℃条件下,分别制备了PAFC∶Na2SiO3(质量比)为3∙5∶1、4∙3∶1、5∙2∶1、6∙0∶1的产品,随着反应时间的增加脱色率逐渐增加,随后趋于平稳,在90min时达到最佳值.PAFC∶Na2SiO3对脱色率的影响是:4.3∶1>5.2∶1>3.5∶1>6.0∶1.因此,本实验选择反应时间为90min;PAFC∶Na2SiO3为4.3∶1.
2)反应温度对改性聚氯化铝铁性能的影响
在已确定的最优化条件下,聚合时间2h,聚合温度50℃,分别制备了反应温度为45~85℃的产品,以投加量均为15mg/L进行絮凝实验.,随着反应温度的增加脱色率先增加后减小,在70℃时达到最佳.
3)聚合时间和聚合温度对改性聚氯化铝铁性能的影响
在已确定的最优化条件下,制备不同聚合时间,聚合温度的产品,以投加量均为15mg/L进行絮凝实验.
1)絮凝剂投加量对絮凝脱色效果的影响
絮凝剂的用量与废水中悬浮物的含量有关,应根据废水的特点(实验用水水质如表1),确定出处理酸性黑模拟印染废水(pH=5)过程中改性PAFC的合适用量,。
2)酸性黑模拟印染废水的pH值对脱色效果的影响
酸性黑模拟印染废水的pH值对改性聚氯化铝铁性能影响很大,根据废水的特点,确定出改性PAFC絮凝处理的最佳pH值的范围.固定其投加量为10mg/L,调节模拟废水的pH值为5~11.5进行絮凝实验。改性聚氯化铝铁的最佳制备工艺条件是PAFC∶Na2SiO3为4.3∶1;最适宜的反应时间为1.5h,反应温度70℃,聚合时间1h,聚合温度60℃.随着改性聚氯化铝铁投入量的增加,絮凝能力逐渐增大,当投加量为10mg/L时脱色率最佳,但投加量继续增大时,脱色率反而减小,与胶体复稳一致;改性聚氯化铝铁的使用pH值范围较宽,在最佳投加量下,当pH=6~11时,脱色率可达到97.5%以上.
改性聚氯化铝铁具有用药量少,适用pH值范围宽等优点,是一种絮凝效果非常明显的高效絮凝剂,应用前景广阔.