聚合氯化铝亚铁混凝剂的制备及在造纸废水中的应用VIP免费

环保与综合利用PaperandPaperMakingVol.29No.11Nov.20109目前，造纸行业是世界六大工业污染源之一，在中国造纸工业产生的废水量约占国内工业总废水量的10％[1]。造纸废水主要处理方法有物理法、混凝沉淀法、生化法、化学处理法等[2]。采用混凝法处理造纸废水具有占地少、设备简单、运行管理方便等特点，是造纸废水处理行之有效的方法[3~5]。传统铝系混凝剂的絮体沉降慢，对低温、低浊水处理效果不佳，往往要通过改性来提高其混凝性能[6,7]。在我国，铝铁复合（或共聚）作为铝基混凝剂改性研究已有10多年时间，研究多集中在使用Fe3+进行改性[8~10]，其中报道最多的是聚合氯化铝铁——CPAF（Fe3+）。由于Fe3+和Al3+在水解速率和结构上的差异（Fe3+和Al3+的离子势相差比较大），导致CPAF（Fe3+）的共聚性能不是太好，且因Fe3+的残余色度很大，使得CPAF（Fe3+）不能被广泛应用于造纸废水。这就促使了新型混凝剂的快速发展。本研究根据金属离子水解产生的金属配离子单体的配位聚合能力，取决于离子势假说[11]，其中，Fe3+的离子势为58.3，Fe2+的离子势为41.9，Al3+的离子势为31[12]，首次采用离子势相近的Al3+、Fe2+进行聚合，以高品质（不含其他重金属）的钢铁盐酸酸洗废液和氯化铝为原料，制备了一系列的聚合氯化铝亚铁混凝剂，以期获得混凝性能更好的无机高分子混凝剂。应用试验一方面考察CPAF(Fe2+)处理高岭土模拟水样的最佳工艺条件，研究了CPAF(Fe2+)的pH适用范围；另一方面分别用CPAF(Fe2+)、CPAF(Fe3+)和传统混凝剂PAC对造纸废水进行处理，比较3种混凝剂的处理效果，评价CPAF(Fe2+)作为造纸废水混凝处理药剂的可行性。试验1.1主要试剂钢铁盐酸酸洗废液［w(Fe)=12.5%，w(HCl)=3%~5%］；高岭土，工业品；氯化铝、无水碳酸钠、乙二胺四乙酸二钠等，化学纯；PAC［w(Al2O3)=26.5%]，工业品。造纸废水（CODCr=331.84mg·L-1，色度=280，浊度=110.12mg·L-1，pH=7.53），西安某造纸厂污水处理厂二沉池出水。1.2CPAF(Fe2+)的制备酸洗废液中加入足量钢屑和适量碳粉，充分反应后过滤，w(Fe)=12.5%，分别按照n(Al3+):n(Fe2+)=9:1、7:3、5:5，取定量预处理后的酸洗废液和AlCl3·6H2O溶液，充分反应后，取样进行水解碱化度测定。同时定量Na2CO3溶液(2mmol·L-1)至表观碱化度（B）分别为1.5、2.0、2.5，补水到一定体积，陈化24h，取样，通过高岭土模拟水样混凝试验确定最佳工艺条件，所得产品进行其他理化指标检测。1.3分析检测1.3.1混凝性能试验在自制的Gator杯（10cm×10cm×20cm）中，加入高岭土模拟水样（浊度为126.79NTU，基金项目：温州市科技计划项目(H200800200)；陕西省社会与发展攻关项目(2009K11-02)；咸阳市科技推广与示范项目(xk0815-2)。作者简介：苏朋娟女士(1985-)，在读研究生；联系电话：13772192698，E-mail:supengjuan851107@163.com。聚合氯化铝亚铁混凝剂的制备及在造纸废水中的应用●苏朋娟，孙根行(陕西科技大学废水资源化研究所，陕西西安710021)摘要：以钢铁盐酸酸洗废液和氯化铝为原料，首次制备了系列聚合氯化铝亚铁混凝剂——CPAF(Fe2+)。高岭土模拟水样混凝试验结果表明：n(Al3+)：n(Fe2+)=9：1，碱化度=2.0的CPAF(Fe2+)性能最佳。应用于造纸废水的最佳投加量为2.0mmol·L-1，浊度、色度、COD最佳去除率分别为93.09%，78.57%和51.65%。关键词：聚合氯化铝亚铁；混凝剂；造纸废水中图分类号：X793文献标识码：A文章编号：1001-6309(2010)11-0059-03环保与综合利用200年月第29卷第期0pH=8.24）1000mL，快速搅拌（200r·min-1）下投加混凝剂1min后，慢速搅拌（30~50r·min-1）反应10min，静置30min，于液面下5cm处取样测定剩余浊度。1.3.2其他测定浊度、色度、COD等测定见参考文献[13]。1.4应用试验在自制的Gator杯中，加入造纸废水，快速搅拌（200r·min-1）下投加混凝剂1min后，慢速搅拌（30~50r·min-1）反应10min，静置30min，取样测定相关水质指标。2结果与讨论2.1聚合氯化铝亚铁的高岭土混凝性能以高岭土模拟水样浊度去除率为指标，通过正交试验，考察系列聚合氯化铝亚铁的最佳工艺条件。正交试验因素与水平为n(Al3+):n(Fe2+)=9:1、7:3、5:5；碱化度B=1.5、2...