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ag棋牌聚合氯化铝除磷
发布时间发布时间:2020-09-24 18:36

  聚合氯化铝除磷_能源/化工_工程科技_专业资料。通过混凝除磷实验考察了聚合氯化铝除磷的作用特征 ,探讨了除磷率随混凝 pH、PAC聚合氯化铝投加量等参数的变化规律,并采用酸溶一步法利用二种铝质固体废料制取了聚合氯化铝

  第 1期 化 学 世 界 聚 合 氯 化 铝 的 混 凝 除 磷 性 能 研 究 王 红 斌 , 杨 敏 , 唐 光 阳 , 赵 剑 字 (云南 民族 大 学 化 学 与 生物 技 术学 院 ,云 南 昆 明 650031) 摘 要 :通过 混凝 除磷 实验 考察 了聚合 氯 化铝 (PAC)除磷 的 作 用特征 ,探 讨 了除磷 率 随 混凝 pH、 PAC投加 量 等参数 的 变化规律 ,并 采用 酸溶 一步 法利 用二 种铝 质 固体废 料制 取 了聚合 氯 化铝 。 实 验 表 明 :PAC除磷 效果 与混凝 时 的 pH 密切相 关 ,在 pH 为 5.0~ 8.2的条件 下 除磷 效 果 最佳 ,所制 的 PAC 的除磷 效果 与用 A1C1。·6H。O 制成 的 PAC 的相 当 。 关 键 词 :聚 合 铝 ;铝 质 固体 废 料 ;混 凝 ;除 磷 中 图 分 类 号 :X703.5;TQ314.253 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :0367—6358(2004)01—0007—04 StudyonPhosphorusRem ovalbyPolyalum inum Chloride W ANGHong—bin, YANGM in, TANGGuang—yang, ZHAOJian—yu (SchoolofChemistryandBiotechnology,YunnanUniz,erstt3,oftheNationalities,YunnanKunming650031,China) Abstract:Phosphorusremovalbycoagulationwithpolyaluminumchloride (PAC)wasstudied.Thevaria— tionofphosphorusrem ovalefficiencyw iththechangeofoperationparam eterssuchascoagulantdosage andpHwasdiscussed.PACwasmadebydissolovingtWOkindsofaluminumwastesinm uriaticacid.The resultshow sthattherem ovalefficiencyisverysensitivetopH ,achievingbestperform anceunderpH5.0 . ~ 8.2.ThePA Cmadefromaluminumwastescanreachthenationalstandard (GB15892—95),andhasthe sam edephosphorizationeffectasthePA Cm adefromalum inium chloride. K eywords:polyalum inumchloride;alum inumw astes;coagulation;phosphorusrem oval 近年来 ,水体 富 营养化 已成 为举世 关 注的 问题 , 而引起 富 营养化 的主 要元 素是 氮 、磷 ,其 中磷对水 体 的富 营养化 有特殊 的作 用 。城 市生活 污水 和某些 工 业 废 水 中含 有较 高浓 度 的磷 营养 物质 。从 本世 纪初 以来 ,国 内外 对 含磷 废 水 处理 进 行 了 大量 的研 究 工 作 ,对 除磷 降磷 工 艺及 相 关 的基 础 理论 研 究 也有 了 一 定 进 展 。目前 ,含 磷 废 水 的 去 除方法 主 要 有铁盐 混 凝沉 降 法 、铝 离 子 交换 法 、石 灰 混凝 与 氨气 提 法 、混 凝沉 降法 和生物 吸附 法等 。而 混凝沉 降法 与其他 方 法 相 比,具有 药剂 量投 加少 ,处理 水量 大 ,成 本低 ,一 次处 理 即可 达 到 国家 排放 标 准 .且 可 同时 去 除其 它 污染 物等特 点 ,在工业 上 的应用 非常 广泛 。但混凝 法 也存 在 明显 的缺点 ,即磷 的 去除 受搅 拌 条 件 、pH 和 PAC投 加量 等操 作 因素 的影响 ,操作 不 当时 出水 水 质 不 够稳 定 ,因此 ,对 除 磷 机理 的研究 ,提 高 对混 凝 除磷 机理 的认 识具 有 明显 的现 实意 义 。 本 文用 A1C1。·6HO 制成 了聚合 氯 化铝 ,探 讨 了除磷 率 随 PAC投 加量 、混 凝 pH 等参 数 的变 化规 ; 律 。并采 用 酸溶一 步法 ,以铝 质易拉 罐 、医用葡 萄糖 瓶 密封 圈为原 料制成 聚合 氯化 铝 ,进 行 了除磷 实验 。 结 果表 明 ,所 制 的 PAC 的脱 除磷 效 果 与用 A1C1。· 6H。O 制 成 的 PAC 的 相 当 ,由此 可 见 ,充 分 利 用 含 铝 废料 ,变 废 为宝 ,既 可 减少 环 境 污染 ,又 可创 造 经 济 效 益 ,具 有 十 分 重 要 的 意 义 。 1 实 验 部 份 1.1 仪 器 、药 品 和 材 料 收 稿 日期 :2003—01-23;修 回 日期 :2003—07一Ol 作者筒介 :王红斌_ (1966 ̄),男 ,副教授 ,从 事环境化学与化工的教学 和科研工作 。 http:化 学 世 界 721分 光 光 度计 (中 国上 海 第 三 分 析 仪 器 厂 ), PHS一2C 型 酸度 计 (中 国上 海 华 侨 仪表 厂 ),78~1型 磁 力搅拌 器 (中 国杭 州仪 表 电机厂 ),500mL 电热套 (中 国山东 东 风仪 器 厂 ),D40—2F搅拌 器 (中 国上海 标 本 模 型 厂 ); 结 晶三 氯化铝 ,碳 酸钠 ,盐酸 .氧化 钙 ,磷 酸 二氢 钾 ,钼 酸铵 ,酒石 酸锑 氧钾等 均 为分析 纯试 剂 。 1.2 用 A1C1。·6HO 制 取 聚 合 氯 化 铝 (下 称 聚 铝 A ) 配 制 一 定浓 度 的结 晶三 氯化 铝 溶 液 ,加 入一 定 量 的 碳 酸 钠 溶 液 ,定 容 。室 温 熟 化 一 周 后 ,得 到 Al。o。含 量 为 1O.12 、盐 基 度 为 68 的 聚铝 A 液 体溶液 。 ‘ 1.3酸溶 一步 法 的合成 装置及 合成 方法 在 三颈 瓶上 装好 冷凝管 、加 液漏 斗和 温度计 ,用 电热 套进行 空气 浴加 热 。加 入一定量 切割 后 的铝质 易拉 罐或 医 用 葡萄 糖 瓶密 封 圈 ,将 一定 量 的 经稀 释 到一定 浓 度 的盐 酸缓 慢滴人 三 颈瓶 中开始 反应 。待 Al溶 完后 得 透 明清 液 ,降 温 熟 化 (对 易 拉罐 上 的油 漆及 薄膜 可用倾 斜或 过滤来 分 离 )。置 约一 周后 进行 指标 测定 和性能 实验 。 1.4 分析 测定方 法 1、聚合 氯 化铝 的 Alo。含 量 、盐 基 度按 中 华人 民共 和 国的标 准(GB15892—95)测定 ; 2、水 中 的磷 采用 钼锑抗 分 光光度 法进 行测 定 。 ’ 1.5 PAC在 水处 理 中的 絮凝效 果研 究 模 拟 废 水 的 配制 :将 磷 酸二 氢 钾 于 110。C干燥 2h,在 保干 器 中放 冷 。准 确称 取干燥 后 的样 品 ,用蒸 馏 水稀 释并 在 容量 瓶 中定容 ,最 后 使所 得 溶 液 的浓 度 为 50mg/L。 去除 率 的测定 :取 250mL含 磷 溶液 ,加 入 混凝 剂 .先 以 180r/min快 速 搅拌 1min,再 以 80r/min 缓 慢搅拌 5min,静置 1h后 ,取上层 清液 下 3cm 处 吸 取部分 水样 ,测定 上层 清液 中 的磷 浓 度 ,以混 凝前 后 的浓度 差 为除磷 效果 的评 价参数 。以大 于 9O9/6的 除 磷率 作 为最 佳混 凝 效 果 ,达 到最 佳 混凝 效 果所 需 的 PAC投 加 量 、pH作 为评 价混 凝 剂 除磷 能 力 的 主 要参 数 。 pH 值 对除 磷率 的影 响 :调节 溶液 的 pH 值 进行 絮凝 ,测定 上层 清液 下 3cm 处 的磷浓 度 。 絮 凝剂 用 量 对 除磷 率 的影 响 :维 持处 理 效 果最 佳 时 的 pH 值 ,改 变 絮凝剂 的投加量 ,测 定上 层 清液 下 3cm 处 的磷 浓 度 。 絮体 磷 释放 实验取 经结 晶氯 化铝 和 聚铝 A 混 凝 除磷后 形 成 的含 磷 絮体 在 内 的底 层溶 液 50mL, 用蒸 馏水 稀释 至 200mL,用 力振摇 以打碎 絮体 。然 后 慢速 搅拌 0.5h。静置 沉降 1h,测 定上 层 清液 中 的磷 浓度 ,若 絮体不 能完 全沉降 。则 离心使 之沉 降 , 然后 重 复上述 实验 ,观察 磷 的释放情 况 。 2 结 果 与 讨 论 2.1 用 结 晶氯化铝 制取 的 聚合氯 化铝 除磷性 能 2.1.1 pH 对 除磷效 果 的影响 取 聚铝 A 对含 磷 溶液 进行 混凝 除 磷实 验 ,溶液 的 pH 对磷 去 除率 的关 系如 图 1所 示 ,从 图可 知 :当 pH 小于 5.0时 ,除 磷效 果较 差 ;当 pH 为 5.O~ 8.2 时 ,形 成 的 絮 体 大 ,沉 降 性 能 好 ,除 磷 效 果 最 佳 ;从 pH 为 8.2开始 ,除 磷 效果 开始 降 低 ,当 pH 大于 12 后 基本 没 有 去除 效 果 ,在实 验 工作 中发 现 ,pH 值是 影 响聚铝 A 除磷 的重 要 因 素 ,对 于聚 铝 A 来说 ,是 否调节 pH 值 将直 接影 响其 除磷 效果 。 100 瓣 5O O 4 图 1 pH 对 聚 铝 A 去 除 翠 的 影 响 2.1.2 PAC投加 量对 除磷效 果 的影 响 图 2为 聚铝 A 用 量 与去 除率 的关 系 ,从 图上 可 以看 出 :除磷 率 随混凝 剂投 加量 的增 加而不 断增 大 , 当用 量 大 于 155mg/L 除磷 率 最 佳 ,有 效 投 加 量 高 达 500mg/L时都 能 维持最 佳 的效果 。 100 * 5O O O 200 40O 用量 /mg.’ 图 2 聚 铝 A 用 量 与 去 除 翠 的 关 系 2.1.3 絮体磷 释放 : 由图 3吸附 在絮 体表 面磷 的释放 的结果 可 以看 出 :结 晶 三氯化 铝 和 聚铝 A 混凝 形成 的 絮体 持磷 性 都较 好 ,前 2次 稀释 时 稀 释液 中 的平衡 浓 度 比稀 释 前显著 降低 ,对 于两种 不 同形态 的铝 盐 ,结 晶氯化 铝 的含 磷 絮体 在稀 释 过 程 中相 对 来说 更 容 易 释放 出 , 从 5次 稀 释 的情 况 表 明 聚 铝 A 形 成 的 絮体 持磷 性 能 比结 晶氯 化铝 形 成 的 絮体要 好 一 些 ,这 一 点 在实 第 1期 化 学 世 界 际应 用 中有 很 明显 的意 义 ,当待 处 理 水 中含 磷量 变 2.2 铝 质 固体 废料 制取 的聚合氯 化 铝絮凝 性能 化较 大忽 高忽低 不稳 定时 可有 效地 避免 已絮凝 下来 2.2.1 与 国家标 准 的对 比(表 1) 的磷 的重新 释放 。 由表 1可 知 ,同 国家标 准 比较 ,利 用二 种铝 质 固 50 体废 料 制 取 的聚 合氯 化 铝 ,从 聚 合 氯化 铝 的主要 指 · i2.00 藿1.50 善-o 壬 0.50 簟 0.00 0 l 2 3 4 5 6 絮 体 稀 释 次 数 图 3 稀 释 过 程 中磷 的释 放 量 变 化 标 :Al:0。含 量 、盐 基 度 、水 中不 溶 物 及 外 观 为 无 色 透 明液体 来 比较 ,可基本 达 到一 等 品的要求 。所 制 的 聚合 氯 化 铝 中 Al0。的 含量 比预 计 的低 ,这 主要 是 由于铝 质 固体 废 料 中杂 质 所 至 ,从 实验 现 象 也 可 以 看 到 ,铝 质 易拉 罐 的反应 烧 瓶 底 部有 少 量 棕 褐 色沉 淀 (较 大 ,极易 用倾 倒法 除去 ),而 医用 葡萄 糖瓶 密封 圈 的沉淀 物较 细 ,需 采用 过 滤 的方 法 去除 。 表 1 二 种 铝质 固体 废 料 制 取 的 聚 合 氯 化 铝 主 要 指 标 与 国 家 标 准 的 比较 \静笾 ∞ ∞ ∞ ∞ 加 O 2.2.2 所 制 的二 种 聚合 氯化 铝 与聚 铝 A 对模 拟染 料废 水 除磷性 能 比较 从 图 4和 图 5的结 果 表 明 :用铝 质 易拉 罐 和 医 用 葡萄 糖瓶 密封 圈 制取 的聚 合氯 化铝 在 pH 分 别 为 5.O~8.2和 5.2~7.8时 ,投 加 量 > 150mg/L 时 , 它们 的混 凝除 磷效 果最佳 。因此 ,利 用二 种铝 质 固体 废 料 制取 的 聚合 氯 化 铝 ,在混 凝 的 主要 参 数 pH 和 0 1oo 2oo 300 400 500 6OO 聚合铝用量 /mg.U 投 加量 上 与 用 A1C1。·6HO 制 成 的 聚铝 A 对 磷 的 去 除情况 基本 相 当 。 图 5 所 制 二 种 聚 合 氯 化 铝 和 聚 铝 A 在 用 量 与 去 除 率 上 的 比较 loo 2.2.3 对 昆明某磷 肥 厂含磷 废水 处 理效果 80 60 tl- 笾 40 粕 20 O 用铝 质易 拉罐 和 医用葡 萄糖 瓶密 封 圈制取 的聚 合 氯化 铝在 其最 佳 用量 和 pH 范 围对 昆明某 磷肥 厂 含磷 废水 的总磷 、溶 解性 磷有 较好 的效果 ,如表 2所 示: 2.3 聚铝 A 除磷 的机理 初探 图 4 所 制 二 种 聚 合 氯 化 铝 和 聚 铝 A 在 pH 与 去 除 率 上 的 比 较 铝 盐在 pHi4的水 中主要 以 Al。状态 存在 ,高 电荷低 聚合度 的配 合离 子 占主要 地 位 ,因 而起 不 了 粘 附架 桥吸 附来 除去水 中杂 质 的作用 ,混凝 除浊 效 表 2 二 种 铝 质 固体 废 料 制 取 的 聚 合 氯 化 铝 对 实 际 含 磷 废 水 的 处 理 效 果 果 极 差 ;pH 在 6.5~ 7.5时 ,主 要 形 态 为 Al。。 度很 大 的氢氧 化铝胶 体 占绝对 多数 ,混凝 效果 最好 。 (0H) ,当 pH 继 续 增 加 时 ,出 现 多 核 聚 集 或 聚 合 pHi8.5时 ,氢氧 化 铝胶 体 转化 为 偏铝 酸 根 等阴 离 化 学 世 界 子 ,混凝 除磷 的效 果较 差 。采用 铝盐作 混 凝剂 时 ,水 的 pH 值 应在 6.5~ 7.5之 间 。而根据 磷 酸的形 态分 析 ,当 pH 小 于 4.6时 ,磷 酸 溶液 主要 以 H。PO型 体 存 在 ,不 易 与带正 电荷 絮凝 剂 PAC结合 成絮 体而 被 去 除 :当 pH 为 4.6~ 9.8时 ,磷 酸 溶 液 主 要 以 H:PO4和 HPo: 两 种 形态 存 在 ,较 易 与带 正 电荷 的絮凝 剂结 合成 絮体 而被 去除 ;当 pH 为 9.8~14.0 时 ,磷 酸 溶 液 主要 以 HPo:一和 Poi一型 体 存 在 ,但 由于此 时 PAC的 主要形 态为 偏铝 酸根 等 阴离 子 ,所 以混凝 除磷 的效果 差 。 由以上 分析 可知 ,无机 絮凝 剂 PAC投加 到水 中 后 ,水解 形 成多核 聚 羟 阳离 子 ,作用过 程 中能 与含磷 酸 氢根 、磷 酸二氢 根结 合 而发生 配位 反应 ,形成 了结 构 复杂 的大 分子 配合 物 ,降低其 水溶 性 ,使 其 聚集程 度 加 大而被 混凝 沉降 下来 。同 时 ,混 凝过 程 中形 成 的 大量氢 氧化 物 絮体沉 淀 ,有 很强 的吸附 能力 ,可 通 过 絮体 吸附作 用来 降低 废水 中磷 的浓度 。因此 ,可 以认 为 ,对 废 水磷 的去 除作 用 机 理 主要 是 配 位沉 降 和 絮 体 吸附 ,这 与前 面 去除 率 随 混凝 剂 投 加量 的增 加 而 不断增 大 的现象 是一 致 的 。同时通 过 网捕和 机械 卷 扫相互 凝 聚 ,最终 沉 降下来 ,从 而达 到混 凝除磷 的 目 的 。 3 结 论 3.1 PAC 除 磷 效 果 与 混 凝 时 的 pH 密 切 相 关 ,在 pH 为 5.0~8.2的条件 下除 磷效 果最 佳 。 3.2 PAC主要 去除 对象 为 H:PO4和 HPO: , 其 主要 作 用机理 有配 位沉 降 、絮体 吸附 ,网捕和 机械 卷扫 等 。 3.3 PAC含 磷 絮 体 的 持 磷 性 能较 好 ,在稀 释 过程 中磷 不 易重 新释 放 。两种 铝 盐相 比,PAC 含磷 絮体 的持 磷性 能略好 于结 晶 三氯化 铝 。 3.4 用铝 质 易拉 罐 和 医用 葡 萄 糖瓶 密 封 圈 为 原料 、经 酸 溶生 产 聚合 氯化 铝 ,工 艺 可行 ,产 品 主要 指标 满 足 国家标 准 (GB15892—95)中一 等 品的要 求 。 同 时 ,所 制 的 PAC 的 除 磷 效 果 与 用 A1C1。·6H:O 制成 的 PAC的相 当 ,对 实际 含磷废 水有 较好 的处 理 效果 。因此 ,鉴 于 目前 各种 聚合 氯化 铝产 品 的制 备方 法均 易带 入各种 杂质 ,有 时产 品颜 色变深 ,有 时可 能 有 害物 质含 量 超标 ,本 文 采 用铝 质 易 拉罐 和 医 用葡 萄糖瓶 密 封 圈为原料 生产 的 聚合氯 化铝 在产 品质量 方面 上 了一个新 台 阶 。 参 考文献 : [1] 李 润 生 ,李 凯 .聚 氯 化 铝 盐 基 度 与 混 凝 效 果 的关 系 [J].中 国 给 水 排 水 ,2001,17(8):71—73. [2] 汤 鸿霄 .羟 基 聚 合 氯 化 铝 的 絮 凝 形 态 学 EJ].环 境 科 学 学 报 ,l998,18(1):1—10. [3] 冯 利 ,汤 鸿 霄 .铝 盐 最 佳 混 凝 形 态 及 最 佳 pH 范 围 研 究 EJ].环 境 化 学 ,1998,17(2):163—169 [4] 宋 恩 玉 .硬 质 高 岭 土生 产 聚 合 氯 化 铝 和 白 炭黑 [J].非 金 属 矿 ,1999,22(3):28—31 [5] 杨 敏 ,王 红 斌 ,等.铝 合 金 废 料 制 取 聚合 氯 化 铝 及 絮 凝 性 能 EJ].云 南 化 工 ,2000年专 辑 :12o一121 2003年奖 学金 、 助 学 金 工作 座谈 会 上海 市化学 化工 学会 于 2003年 11月 5日在会 所 召 开 2003年 度《奖 学 金 》、《助学 金 》工 作 座谈 会 。 上海 交通 大 学 、上 海 师范 大 学 、上海 应 用 技 术学 院 、 复旦 大 学 、华 东 理 工 大学 、上海 工 程技 术 大 学 、同 济 大学 、上海 大学 、上海 信息 技术 学校 等九 所 院校 分 管 领 导 出席 了座 谈会 。会 上学 会 办公 室 通 报 了《奖学 金 》、《助学 金 》的有关 情况 。各 校分别 交 流 了本 校 在 《奖学 金 》、《助学 金 》发放工 作 中 的做 法 和体会 ,相互 沟通 了信息 ,交流 了经 验 。也提 出 了很 多宝 贵 的建 议 。 为 了更 好地 做 好 《奖 学 金 》、《助 学 金 》的 发 放工 作 ,使其 与学 校 的相关 工 作 结 合 起 来 ,2004年 的 申 报 工作 推迟 至 2004年九 月份 进行 。相 关 的 申请 表格 也将 重新设 计 和印制 。 学 会 办 公 室 2003年 全 国高 中学生 化 学竞 赛 上海 赛 区结束 2003年全 国高 中学 生 化 学 竞 赛 上 海 市 的 比赛 于 9月 14日上 午 9时至 12时分别 在上海 市化 学化 工学会 、上 海市 格致 中学 、崇 明 中学 等 三个 试场 同时 进行 ,全市 19个 区县 99所 中学 的 1176名学生 参 加 比赛 。竞赛 严格 按照 全 国统一 要求进 行 ,最后根 据全 国竞赛 章 程和 上海 学生得 分 实际 ,评 出壹 等奖 52名 报上 级审 批 。壹等 奖学 生覆 盖 了全市 19个 区县 中的 9个 区县 ,99所 参赛 中学 中 的 13所 。和往 年 比较 ,分 布 面有 所扩 大 ,ag棋牌,它 反 映 了 目前 各 中学 化学 教 育 的实 际情 况 ,也 说 明 了组织 化 学 竞赛 对 化 学教 育 所 起 到 的推 动作 用 。 学 会 办 公 室

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