不同铝聚合形态对聚合铝混凝效果的影响

通过氯化铝(铝单体或初聚物形态Ala)、高Alb含量聚合铝(中等聚合形态Alb)、高Alc含量聚合铝(铝溶胶等高聚合形态Alc)和工业PACl(不同聚合度铝的混合形态Alabc)对某水厂沉后水实际水样进行烧杯混凝实验,依据絮体生长状况、浊度、UV254、颗粒数和过滤指数等参数综合评价不同铝形态的混凝作用效果,从而得出铝的最佳混凝形态.结果表明,高Alb含量聚合铝对浊度去除较好;而高Alc含量聚合铝对于颗粒物和UV254的去除效果较佳.     

铝盐混凝除砷影响因素及机制研究

铝盐混凝法被广泛应用于饮用水除砷工程.本研究选取三氯化铝(AlCl3)和富含Al13的聚合氯化铝(PACl)为絮凝剂,考察铝形态、pH值、腐殖酸(HA)以及共存阴离子对砷去除的影响与机制.结果表明,2种絮凝剂对As(Ⅲ)去除效能较低,对As(Ⅴ)去除率可达到近100%.pH影响混凝过程中铝形态分布,从而对铝盐混凝除砷效能产生重要影响.铝盐除砷效能与混凝过程中的Al13形态含量呈正相关关系.由于竞争吸附作用,HA和部分共存阴离子对砷的混凝去除产生负面影响.HA对混凝效能影响与絮凝剂投药量相关,投药量越低,则影响越大.PO34-和F-对混凝除砷效能影响显著,SiO23-、CO23-和SO24-对混凝除砷效能影响较小.本研究将对饮用水强化混凝去除原水中砷具有指导意义.     

不同铝形态去除水中腐殖酸的混凝特性

制备了碱化度为2.4、以Al13,为主要成分的聚合铝PAC-All13和碱化度为2.4、以Al30为主要成分的高聚聚合铝PAC-Al30.采用烧杯混凝实验,通过絮体颗粒生长、电中和能力、pH和混凝剂投量对混凝效果的影响,比较了PAC-Al30、PAC-Al13,和AIC3,混凝去除水中腐殖酸的行为,并考察了水中残留铝的含量.实验结果表明,3种混凝剂的絮体形成能力由强到弱为PAC-Al30>PAC-Al13>AlCl3.与AlCl3相比, PAC-Al13和PAC-Al30的适用pH范围更宽,为5.0～8.0.PAC-Al30和PAC-Al13,的电中和能力差别不明显;由于更强的吸附和架桥作用,在低投量下PAC-Al30表现出更好的混凝效果,而且PAC-Al30比AlCl3和PAC-Al13有更宽的有效投量范围,为0.08～0.64mmol/L.对于腐殖酸含量为10m/L的水样,在pH为7.0,投量为0.16mmol/L下, PAC-Al30对腐殖酸去除率达到98.5%,此时出水残留铝浓度为0.066mg/L.结果证实Al30是可用于水中腐殖酸去除的一种新型的混凝/絮凝活性成.     

聚硅铝系列絮凝剂的制备表征及其应

制备了聚硅铝系列絮凝剂,利用透射电镜(TEM)和准弹性激光散射(PCS)进行了粒径分布和结构表征,发现聚硅铝系絮凝剂具有与硫酸铝和聚合氯化铝不同的结构形态,聚硅硫酸铝(PASS)聚集体之间的距离与颗粒直径成线性关系.通过对原水的混凝处理对比,发现聚硅铝絮凝剂在降低浊度、去除有机物和某些元素方面具有显著优势.其中PASM和PASFⅢ对重金属和放射性元素的去除效果最好,尤其是经PASFⅢ处理后水中残留铝的去除率为15.3%,解决了使用铝盐增高铝含量的难题.经济分析也表明聚硅铝系絮凝剂价格低廉,具有良好的应用前景.     

聚硅铝系列絮凝剂的制备表征及其应用

制备了聚硅铝系列絮凝剂 ,利用透射电镜 (TEM)和准弹性激光散射 (PCS)进行了粒径分布和结构表征 ,发现聚硅铝系絮凝剂具有与硫酸铝和聚合氯化铝不同的结构形态 ,聚硅硫酸铝 (PASS)聚集体之间的距离与颗粒直径成线性关系。通过对原水的混凝处理对比 ,发现聚硅铝絮凝剂在降低浊度、去除有机物和某些元素方面具有显著优势。其中PASM和PASFⅢ对重金属和放射性元素的去除效果最好 ,尤其是经PASFⅢ处理后水中残留铝的去除率为 1 5 .3 % ,解决了使用铝盐增高铝含量的难题。经济分析也表明聚硅铝系絮凝剂价格低廉 ,具有良好的应用前景     

Al13形态在混凝中的作用机制

从铝的水解形态转化角度考察了铝盐在高碱度和高有机物浓度水体中的混凝行为.结果表明,铝盐的混凝效能是与混凝过程中的Al13含量成正比.高投药量时氯化铝(AlCl3)既可以有效调节水体pH值又能在混凝过程中原位水解产生较多的Al13形态,因而混凝效能要高于聚合氯化铝(PACl).在铝盐混凝中,调节pH值到6～7之间可以控制铝形态分布从而达到提高混凝效能和减少残留铝的目的.在调节pH值强化混凝的方法中使用传统铝盐的效果要好于无机高分子絮凝剂.     

混凝沉淀过程中铝系混凝剂的形态转化规律

研究了模拟配水中硫酸铝和氯化铝2种传统铝凝聚剂和2种聚合氯化铝(PAC)絮凝剂在混凝过程中的形态转化规律以及原水浊度和溶解性有机碳(DOC)对残余铝形态分布的影响.结果表明,在低浊体系中,投加铝系混凝剂是导致出水余铝升高的主要原因;但在高浊体系中,铝系混凝剂,尤其是聚合铝具有一定的除铝功能;混凝沉淀过程中传统铝凝聚剂的残余铝总量明显高于聚合铝混凝剂的残余铝总量;聚合铝混凝剂的残余铝全部为悬浮态铝,传统铝混凝剂的残余铝中还存在着胶体态铝和溶解态铝.原水浊度和DOC浓度增加,会提高残余铝中胶体态铝和溶解态铝的含量.     

磷酸盐对不同铝混凝剂混凝处理过程中铝水解和Al(OH)3聚集的影响

通过批次实验、透射电子显微镜（TEM）、31P核磁共振（NMR）及傅立叶红外（FTIR）等多种方法,系统研究了硫酸铝（Alum）、聚合氯化铝（PACl）及预混凝硫酸铝（PPA）对磷酸盐的去除效率及其水解团聚过程中磷的影响.结果表明,Alum在磷去除效率上优于PACl和PPA. Alum和PACl能在数分钟内达到磷去除平衡,而PPA则需44 d.相较于预混凝,混凝过程中磷酸盐吸附与铝聚合的竞争作用限制了铝（氢）氧聚合物的生长,从而导致絮体粒径较小,结晶度较差,提供了更高的比表面积和去除效率.这种竞争作用来源于磷酸根与铝（氢）氧聚合物之间形成的稳定Al—O—P键. ζ电位分析证明了混凝过程中磷酸盐被掺入铝（氢）氧聚合物内部,这也提高了Alum组的磷去除效率.而在用PACl和PPA时,初始高度聚合的铝（氢）氧聚合物降低了磷去除能力.在长达44 d的老化过程中,磷酸根导致絮体先部分溶解再聚合,其中,磷酸盐被进一步吸附（Alum和PPA组）或始终固定在絮体内（PACl组）,从而减少磷释放风险.本研究为含磷废水处理的混凝剂选择和机制理解提供了重要的科学依据.     

复合聚硅铝三十絮凝剂的混凝性能研究

制备了一种新型的复合聚硅铝三十(PSiAl30)类絮凝剂,与常规聚合氯化铝PAC(以Al13为主)和Al30絮凝剂作对比,通过烧杯混凝实验,考察了其对腐殖酸-高岭土悬浊液的混凝效果。结果表明,复合硅的PSiAl30系列既有Al30的电中和能力,又起吸附架桥作用。PSiAl30絮凝剂对水体酸碱度影响小,可适用于低碱度水体。弱碱性范围内,硅/铝比为0.05的PSiAl30有最高的TOC去除率,最低的投药量,并能显著提高对非芳烃类的去除能力。     

IPF-PACl混凝动力学研究:形态组成的重要性

应用一种新近发展起来的基于浊度脉动测定的混凝监测技术结合经改进的传统混凝烧杯试验方法 ,对具有不同形态组成的聚合铝 (PACl)产品的混凝性能进行了细致地研究 .结果表明 :聚合铝不同形态在混凝过程中起着十分重要的影响作用 .混凝反应途径随预制后产品形态分布的不同而得到改变 .其中 ,A1b 是起电中和作用的主要形态 .PACl中A1b 的含量越高 ,其电中和能力越强 ,因此大大增加了颗粒间的碰撞效率 .然而 ,PAC2 5则表现出更为优越的混凝性能 ,在于其中A1c 含量的不同而引发“静电簇”混凝效应 ,导致混凝的快速动力学过程     

铝盐混凝剂的混凝效果与残留铝含量和组分之间的关系研究

研究了氯化铝、硫酸铝、聚合氯化铝(poly-aluminum chloride, PAC)3种铝盐混凝剂在腐殖酸-高岭土模拟水样中的应用,以比较3种混凝剂在该水样中的混凝效果与残留铝含量和组分之间的关系.结果表明, 3种铝盐混凝剂在试验选取的投加量下对浊度和UV254的去除率最高可达90%左右,PAC能在较高的投加量下达到较好的混凝效果;较高投加量下PAC混凝沉淀出水中残留总铝含量为0.9 mg/L左右,余铝率为-3.0%左右,均明显低于传统的铝盐混凝剂;3种混凝剂混凝处理腐殖酸-高岭土模拟水样时,残留铝均大部分以溶解性总铝的形式存在,且溶解性有机铝在总溶解性铝中所占比例较大;PAC在腐殖酸-高岭土混凝沉淀出水中残留总铝的含量下降最快,且能够有效降低出水中毒性较大的溶解性铝的含量,其混凝沉淀出水中残留总溶解性铝含量为0.6 mg/L左右.     

聚合铝铁净化矿井水的试验研究

本文对影响聚合铝铁混凝去浊效果的有关主要因素进行了考察研究,确定了聚合铝铁具有最优混凝去浊效果的Fe/Al摩尔比和OH/(Al+Fe)摩尔比以及投药量范围,考察了聚合铝铁对矿井水水质变化的适应性,并与常规净水剂进行了混凝去浊效果对比。     

Al13形态在混凝中的作用机制

从铝的水解形态转化角度考察了铝盐在高碱度和高有机物浓度水体中的混凝行为.结果表明,铝盐的混凝效能是与混凝过程中的Al₁₃含量成正比.高投药量时氯化铝(AlCl₃)既可以有效调节水体pH值又能在混凝过程中原位水解产生较多的Al₁₃形态,因而混凝效能要高于聚合氯化铝(PACl).在铝盐混凝中,调节pH值到6～7之间可以控制铝形态分布从而达到提高混凝效能和减少残留铝的目的.在调节pH值强化混凝的方法中使用传统铝盐的效果要好于无机高分子絮凝剂.     

镁铝复合脱色絮凝剂的微观结构形态及絮凝机制

通过红外光谱和X-射线衍射研究了镁铝复合絮凝剂(PMAS)的结构形态,通过对渗滤液生化出水的脱色效果和系统Zeta电位的测定,分析了絮凝机制.结果表明:①X-射线衍射和红外结果显示,PMAS是以羟基桥联的铝和镁的复杂多聚物;②PMAS的絮凝机制主要是电中和和网捕卷扫作用.在低投药量时,以吸附电中和作用为主;在高投药量时,随体系pH值不同其絮凝行为而有所变化:酸性条件下以电中和机制为主;碱性条件下以网捕卷扫机制为主;中性条件下则是两种机制共同发挥作用.     

聚合铝铁絮凝剂的研制与应用

自行研制了新型聚合铝铁絮凝剂,并将其用于造纸废水的处理.絮凝剂的组分和用量对造纸废水的处理有明显影响.实验结果表明,该絮凝剂在用量为1.5～3.0ml的范围内,可以去除60%以上的CoD,废水中悬浮物的去除率高于75%,色度去除率可以达到69%以上.     

粉煤灰-铝土矿改性制备铝铁复合混凝剂的除磷性能及混凝机理研究

化学混凝法是城市污水处理深度除磷的有效方法,目前常用混凝剂主要存在成本高、除磷效率低且用量大等缺点.本研究采用常压酸浸法,以低成本的铝土矿和粉煤灰为主要原料制备无机复合混凝剂,并对其进行除磷应用及机理研究,结果表明:1自制混凝剂对生活污水中TP去除率达99.58%,出水TP含量为0.012 mg·L-1,优于GB18918—2002一级A标准.2 X-射线衍射和红外光谱结果显示,混凝剂中的Fe—OH、Al—OH、H—OH等基团能与水中的磷酸根作用生成沉淀达到除磷目的,该沉淀在沉降过程中还能吸附不易沉淀的含磷悬浮物,发挥网捕卷扫作用.3采用Ferron逐时络合比色法分析铝铁形态结果显示,混凝剂含有64.14%低聚态铝铁,能中和水中胶体的表面电荷致使胶体脱稳;11.27%中聚态铝铁可吸附在胶体表面,降低其表面电荷,同时以较高的分子量发挥吸附架桥作用;24.59%高聚态铝铁在沉淀过程中可包夹部分胶体粒子,以较大表面积发挥卷扫作用.4分形维数研究结果显示,絮体分形维数在1.2~2.8之间,分形特征较好,能有效发挥絮体的吸附架桥作用.5 Zeta电位分析结果显示,混凝剂本身带正电荷,能与水中带负电荷的胶体物质发生中和,从而压缩双电子层,使胶体粒子脱稳而从水中去除.混凝剂除磷过程是压缩双电层、电中和、吸附架桥和网捕卷扫多种机制共同作用的动态变化过程.     

基于新生态铁的复合混凝剂的净化效能研究

在以H2O2氧化Fe(Ⅱ)制得新生态铁的基础上,通过加入一定量的铝盐或聚合季铵盐进行复合改性,得到基于新生态铁的复合混凝剂。利用杯罐实验考察了不同复配比的新生态复配铁铝混凝剂和聚合季铵盐-新生态铁复合混凝剂对松花江水的浊度、色度以及TOC的去除效果,并在不同的混凝剂剂量下与单纯新生态铁或聚合氯化铝的混凝效果对比。实验结果表明:在不同的混凝剂剂量下新生态复配铁铝均可提高新生态铁对浊度、色度的去除效果,且在较低混凝剂剂量下,复配铝含量越高,对浊度和色度的去除效果越好;在剂量小于0.20 mmol/L时,新生态铁及新生态复配铁铝对浊度的去除效果均低于聚合氯化铝,但当剂量达到0.20 mmol/L及以上时,各混凝剂对浊度的去除效果相当;新生态铁对TOC的去除效果要优于新生态复配铁铝;在剂量低于0.10 mmol/L时,各新生态复配铁铝对TOC的去除效果次于聚合氯化铝,但当剂量在0.10 mmol/L以上时,随着剂量的增大,其去除效果逐渐赶超聚合氯化铝,且混凝沉后水残余铝含量低于聚合氯化铝。聚合季铵盐-复合新生态铁也可提高新生态铁对浊度、色度的去除效果,还可使混凝后残余铁含量大幅降低。聚合季铵盐-新生态铁在剂量6 mg/L时,沉后水浊度即可达到5 NTU以下,而单纯新生态铁在12 mg/L时,沉后水浊度才达到5 NTU以下。基于新生态铁的复合混凝剂与单纯新生态铁或聚合氯化铝相比,可以提高对浊度、色度或有机物的去除效果并降低沉后残余金属含量,因此是一种较有研究价值和开发前景的混凝剂。     

聚合铝混凝过程研究:不同形态硅酸的影响作用

研究了不同形态硅酸对聚合铝混凝过程的影响作用 .实验结果表明经预制形成的具有不同形态分布组成的硅酸与聚合铝 ,在投加后相互间发生了十分复杂的物理化学作用 ,并受溶液pH值的影响 ,从而最终决定了混凝效果 .反应过程中所生成的形态产物及其物化特征 ,很大程度上取决于聚合铝碱化度以及所投加的Si Al比 .其中碱化度越高 ,最终产物所带电荷越高 .而不同硅酸所起影响作用分别取决于聚合程度 ,在与聚合铝反应过程中表现出一定的规律性 .单体硅酸与单体铝迅速发生较强的络合作用 ,抑制了多聚水解铝阳离子的形成 .聚合硅酸则倾向于与聚合铝形态相互作用形成一定的胶状化合物 ,从而在溶液中稳定存在 .对于胶体硅酸 ,在聚合铝作用下迅速凝聚形成更大的聚集体 ,在颗粒物间架桥形成粗大的絮体 .所得结果对混凝机理的解释与复合混凝剂的发展提供了一定的参考作用     

铝絮凝剂对活性污泥中微生物活性影响研究

研究了铝絮凝剂对活性污泥中微生物活性影响 ,结果表明 ,在投加量较高时 ,游离态的Al3+对活性污泥的影响高于聚合态的铝。随着絮凝剂与活性污泥接触时间的增长 ,抑制作用增大。但随着活性污泥浓度的提高 ,微生物的耐受力有所增强 ,即活性污泥对铝絮凝剂有一定的适应性。二次暴露实验的结果还表明 ,铝絮凝剂对活性污泥的影响是非急性的。     

新型混凝剂处理印染废水的实验研究

采用自行制备的具有不同SiO2 :Al:Fe(摩尔比值 )和碱化度的两类新型无机高分子混凝剂聚硅酸氯化铝铁 (PSAFC)和聚硅酸硫酸铝铁 (PSAFS)各 7种 ,直接对印染废水进行处理。从中选出 2种混凝剂 ,考察了pH值、混凝剂投量等对混凝效果的影响 ,并对混凝处理后 ,印染废水出水中残留混凝剂主要成分Al、Fe、SiO2 的含量进行分析。实验结果表明 ,氯化物型 (PSAFC)和硫酸盐型 (PSAFS)混凝剂对印染废水的色度、浊度、CODCr均有良好的去除效果 ;总体而言 ,PSAFS的混凝效果略优于PSAFC ;混凝处理后印染废水出水中残留铝、铁、硅的含量均比较低 ;pH值和碱化度对混凝剂在水体中残留铝含量有影响