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.     

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.     

PACl-Al30絮凝剂研究现状和展望

具30个铝原子的Al30是继Al13之后新发现的一种高铝聚合形态,与Al13类似,具Keggin结构,也被认为是聚合氯化铝(PACl)中的新型优势混凝形态。文章从PACl发展的视角,对Al30形态的合成、鉴定以及混凝作用进行了综述,并就高Al30的合成、新型Al30复合硅絮凝剂的开发以及其表征和混凝机理研究等三个方面作出了有关展望。     

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     

聚合铝的水解形态对混凝过程中磷分布转化的影响

用碱化度不同的混凝剂对水体进行混凝处理,对混凝前后水体中磷的含量、形态分布以及藻类可利用性等进行了研究.结果表明,不同碱化度的混凝剂除磷效果不同,对水体中磷形态分布的影响差别显著;Ala在混凝剂去除磷实验过程中起重要作用,碱化度越低的混凝剂除磷率越高,PACl0除磷效果最好.随着混凝剂(PACl0)投量的增加,水体中溶...     

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.     

混凝研究中的界面过程化学:IPF-颗粒物-水溶液的相互作用

仅以IPF 颗粒物 水溶液的相互作用为例 ,对混凝研究中二界面过程化学领域的进展加以介绍 .研究结果表明 ,经过预制的聚合铝在混凝过程中表现出较好的形态稳定性 ,而传统混凝剂则强烈地受溶液化学过程 ,尤其是溶液pH值的影响 .混凝剂水解聚合形态倾向于在颗粒物表面吸附沉积 ,而直接引发混凝作用 .单体形态则通过转化为聚合、沉淀形态起混凝作用     

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.     

硫酸根离子与聚合铝的反应过程及其产物形态

对不同Al/SO2-4比及碱化度条件下PACl与SO₄^2-的反应过程进行研究,分析了体系中总铝浓度及形态分布变化规律,测定了各沉淀/结晶产物的组成,并对其形貌进行了扫描电镜观察.实验结果表明:碱化度对PACl/SO₄^2-反应体系有较大影响,随着碱化度(B值)的增加,沉淀/结晶的析出速率加快,结果析出物中OH含量逐渐增加,而SO₄^2-/Al比率从0.45～0.30逐渐降低.各聚合铝水解形态与SO₄^2-反应速率上存在明显差异,从而为其混凝优势形态的分离纯化创造了条件.     

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.     

水体中Cr (Ⅵ)对不同混凝剂混凝过程的影响

研究了工业废水中Cr(Ⅵ)在不同颗粒物浓度影响下对不同铝形态混凝剂的影响过程,通过考察浊度去除率以及出水余铝、余铬浓度甄别了混凝效率,并利用混凝过程中剩余p H值、Zeta电位以及絮体性质揭示水中Cr(Ⅵ)在不同浊度下的混凝机制.结果表明,在低浊度条件下,Cr(Ⅵ)对高聚合态Alb的混凝过程具有较大影响,而对低聚合态Ala无明显影响;在高浊度条件下,水中浊度较高时颗粒物会吸附部分Cr(Ⅵ)从而降低其与Alb之间的作用.Alb在混凝中主要发挥电中和作用,其对颗粒的脱稳和絮体的再生具有重要的作用,Ala水解形成的部分Alc在混凝中主要发挥架桥网捕作用,其对絮体的生产和强度因子具有重要作用.同时Cr(Ⅵ)的存在会增强Al13絮体的强度因子,但其消耗了部分正电荷会导致絮体恢复因子降低.     

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.     

铝系混凝剂优势形态分析及其混凝特性

聚合氯化铝（PACl）是常用的水处理混凝剂,在应用过程中通常表现出比传统铝盐更为优异的效果.研究表明,这种优异性能主要得益于其特殊的组成,特别是高分子聚合物Al₁₃和Al₃₀独特的物化特性.Al₁₃和Al₃₀是铝离子水解过程中的中间产物,在地球科学和环境化学等领域有着重要的研究价值.于水处理而言,二者的结构和分子特性是研究者关注的重点,大量研究基于此展开,很多重要的发现为实际应用奠定了基础.基于对PACl及其组成性质的研究,本文对PACl的混凝特性及其优势形态分子的分析进行了综合阐述.     

聚铁硅型复合无机高分子絮凝剂的混凝性能

采用常规烧杯搅拌试验方法对聚铁硅型复合混凝剂的混凝性能进行了系统的研究 .结果表明 ,所研究聚合铁硅型复合混凝剂的混凝性能随氧化硅的种类与Si/Fe比的不同而有显明的差异 ,而碱化度的影响较为有限 .三类氧化硅中Silica(A)与Silica(B)的特性比较类似 ,显著地降低了混凝剂的电中和能力 ,仅仅在较高投药量时带来混凝效果一定的改善 .Silica(C)的引入对电中和能力的影响不大 ,但显著地提高了混凝效能 ,归因于其高效的架桥作用     

混凝过程中铝与聚合铝水解形态的动力学转化及其稳定性

采用Ｆｅｒｒｏｎ逐时络合比色法，并结合电泳测定研究了混凝过程中氯化铝和聚合氯化铝的水解形态动力学转化及稳定性。结果表明，ＡＣ在混凝过程中所形成的水解形态完全不同于ＰＡＣ的预制水解聚合形态，其电荷及分子量均明显低于聚合铝且不稳定，ＡＣ随混凝条件如投加浓度、ＰＨ和混合时间而变，而ＰＡＣ－２５水解聚合形态不随混凝条件变化，始终保持稳定状态，ＡＣ水解沉淀规律与理论计算相符并形成无定形Ａｌ（ＯＨ）３絮体颗粒     

活性羟基铝聚合体形态的Al-Ferron反应动力学与核磁共振光谱分析

依据不同形态结构铝与Ferron络合反应动力学差异,采用A1-Ferron络合反应动力学曲线拟和计算模式将不同温度下(25℃和80℃)制备的不同碱化度(B=0.5～2.5)的羟基聚合铝溶液中羟基铝分成单体铝(A1a)、活性羟基聚合铝(A1b)和惰性凝胶高聚体铝(A1c)3种形态.此外,结合NMR光谱,Alb进一步分成六圆环结构的快速反应聚合铝(Alb1)和以Al13为主体的慢速反应聚合铝(Alb2).A1bl和Alh2与Ferron络合反应动力学差异明显,动力学常数分别为(1-3)×10-2和(0.6～3)×10-3.Al-Ferron络合反应动力学拟和计算模式可替代核磁共振光谱对溶液中的Al13含量进行测定分析.     

聚硅氯化铝PASC的制备及混凝效果研究

采用共聚法制备出不同c(OH)/c(Al)和c(Si)/c(Al)的聚硅氯化铝(PASC)混凝剂,并对其进行了铝形态表征.讨论了c(OH)/c(Al)与c(Si)/c(Al)对铝形态分布的影响.比较了不同聚合时间、聚合酸碱条件下PASC的稳定性.通过混凝实验确定了最佳c(Si)/c(Al)为1:7,最佳投加量质量浓度为80 mg/L,并就混凝效果与PAC进行了对比.结果表明PASC要优于PAC.     

混凝过程中铝盐水解聚合反应平衡的流体动力学控制

为了明确混凝过程中搅拌剪切等动力学因素对铝盐水解聚合反应平衡的影响,采用配制模拟水样作为混凝水系,用Ferron逐时络合比色法对水解产物形态进行表征,并将获取结果与用去离子水组成的纯净水系获取的结果进行对比分析.同时,研究了模拟混凝水系中搅拌剪切条件对铝盐水解反应产物形态分布的影响,考查了铝盐的碱化度和模拟混凝水系的pH值对混凝体系中搅拌剪切条件作用于铝盐水解产物形态分布的影响,并提出了体系搅拌剪切条件影响混凝水系中铝盐水解反应平衡的作用机理.结果表明,混凝过程中的铝盐水解产物形态分布明显受到体系搅拌剪切条件的影响,并且随着混凝水系中铝盐水解程度的增大和转化率的提高,铝盐的水解产物形态分布受到反应体系中搅拌剪切条件的影响加大.     

紫外辐射对小分子有机酸化学凝聚性作用途径探讨

通过烧杯实验系统考察了紫外辐射对脂肪羧酸类和酚酸类小分子有机酸的化学凝聚性的作用途径.结果表明,溶液pH对柠檬酸、草酸、酒石酸和丁二酸等脂肪羧酸类有机物的混凝性能影响较小.紫外辐射处理后,脂肪羧酸类小分子有机物的混凝去除率均高于未经紫外辐射处理的水样.进一步研究表明,紫外辐射过程中发生了光化学反应,使得脂肪羧酸的表面负电性降低,进而提高了其化学凝聚性.与脂肪类小分子有机酸不同,苯酚、水杨酸和苯甲酸的化学凝聚性较差,且受紫外辐射过程的影响小.单宁酸的混凝性能较好,pH=6时的去除率最高可达90%以上,这可能与其分子中脂肪酸碳链结构的存在以及单宁酸分子较大,易与PACl的水解产物发生吸附电中和反应有关.     

从铝形态转化角度分析AlCl3的混凝性能

应用Ferron逐时络合比色法,从铝形态转化角度对AlCl₃混凝性能进行了研究. 结果表明,AlCl₃的混凝性能与其发生二次水解反应后水解产物形态中的Al_b所占比例成正比,而影响AlCl₃水解产物中Al_b所占比例的主要因素是体系中的pH. 混凝过程中的水系组成及浓度和AlCl₃投加量的不同均会引起体系pH变化,从而影响AlCl₃水解产物中Al_b所占比例,最终影响AlCl₃的混凝效果.AlCl₃在混凝过程中所表现出的水解程度大、产生H+多的特征,使其在高碱度体系和高浓度有机酸体系的污水处理中效率更高.