某化工企业的循环冷却水系统采用的补充水源为海水淡化水水（相关水质数据见表1）‚，对该企业的碳素钢管道产生了极强的腐蚀性，系统运行3个月后‚补充水出水端的水体中含铁量已高达1．2ｍｇ／Ｌ（普通水体含铁量低于0．2ｍｇ／Ｌ）‚水体颜色为淡黄色。随着循环冷却水中水质浓缩倍数的升高‚循环冷却水的总铁含量最高时可达到6．7ｍｇ／Ｌ，‚浊度为22．3ＮＴＵ。为解决含铁量过高的问题，‚我们采用聚氯化铝铁（聚氯化铝铁）絮凝沉降水中的铁离子。
 

聚氯化铝铁是一种性能优良的无机高分子絮凝剂‚既具有铝盐絮凝剂的处理面广、除浊效果好、对设备管路腐蚀性小等优点‚又具有铁盐絮凝剂沉降快、易分离、低温水处理性能好和水处理ｐＨ范围大等特点。聚氯化铝铁同时还克服了铝盐絮凝剂处理后水体中残余铝离子浓度较高和铁盐絮凝剂稳定性较差的缺点‚在水的混凝沉淀处理中表现出较高的效能‚而且还具有生产工艺简单、原料来源广、生产成本低廉、可以简化水处理工艺等优点。

实验过程

实验水样

某化工企业循环冷却水‚外观为黄色透明液体‚其水质分析数据见表2。
 

主要试剂与仪器　　

聚氯化铝铁（聚合氯化铝铁）‚工业品‚铁铝有效质量分数为13％；氢氧化钠‚分析纯；722型可见分光度计。

实验方法　

取若干个2Ｌ烧杯‚分别准确注入1Ｌ试验水样‚用氢氧化钠溶液（1ｍｏｌ／Ｌ）分别调节各水样的ｐＨ至8．00、9．00、10．00、11．00。在各试样中加入一定量的聚氯化铝铁‚静置观察‚0．5ｈ后测定各试样中总铁和各项目的含量。

实验结果　

1、聚氯化铝铁加药量在各ｐＨ试样中引起的水质变化　　

试验开始后重点以5、10、20ｍｉｎ为考察时间‚试验现象见表3。　
 

根据上述试验现象‚当聚氯化铝铁的投加量少于100ｍｇ／Ｌ时‚不论ｐＨ为多少‚短时间内都很难形成有效的絮凝沉淀；随着聚氯化铝铁投加量的增加‚絮凝时间也在缩短‚其中聚氯化铝铁的投加量为250ｍｇ／Ｌ‚ｐＨ为8．00和9．00时‚絮凝时间最短。

2、　聚氯化铝铁加药量对试样ｐＨ的影响　　

试验进行15ｍｉｎ后测定试样的ｐＨ‚ｐＨ变化情况如表4所示。
 

从15ｍｉｎ后的ｐＨ测定结果来看‚由于聚氯化铝铁本身呈酸性,‚因此加入聚氯化铝铁后不论投加量多少‚水样ｐＨ都会下降‚且下降幅度与聚氯化铝铁的投加量有一定关系。

3、　聚氯化铝铁加药量对试样中总铁离子的影响　　

试验进行30min后‚用分光光度法测定各试验水样中的总铁离子含量‚如图1所示。由图1可以看出‚在不同ｐＨ下加入聚氯化铝铁‚经过药剂的絮凝沉降作用‚循环冷却水中总铁离子的质量浓度都有所下降‚且随着加药量的增加‚下降趋势更明显。其中当ｐＨ为9‚聚氯化铝铁加药量达到150ｍｇ／Ｌ时‚，水中总铁离子可降到0．5ｍｇ／Ｌ以下。

4、聚氯化铝铁加药量对试样中其他成分的影响　　

试验进行60min后‚用分光光度法测定水样中总磷和锌离子的含量‚如图2、图3所示。

由图2、图3可以看出‚向不同ｐＨ的水样投加聚氯化铝铁‚随着加药量的增加‚循环冷却水中的总磷和锌离子含量都在减少‚由于目前的水处理药剂大多采用磷系和锌系配方‚所以聚氯化铝铁的加入会对水中存在的其他药剂产生影响。

结论　　

重点考察了各ｐＨ条件下‚不同浓度的聚氯化铝铁对含铁量较高的循环冷却水水质的影响。从试验结果来看‚聚氯化铝铁对水中的铁离子起到了很好的絮凝效果‚可以使水中总铁离子去除率达到90％以上。但在去除铁离子的同时‚聚氯化铝铁也会导致循环冷却水ｐＨ下降、水中其他水处理药剂的总磷和锌离子减少‚这些都对循环冷却水的缓蚀和阻垢造成不利影响。所以在实际使用聚氯化铝铁时要全面考虑‚选择合适的投加量‚才能取得理想的处理效果。