混凝水质及条件对聚合氯化铝中Al2c13-组分的混凝行为的影响

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1、摘要摘要为了研究聚合氯化铝(Poly．aluminumchloride，简称PAC)中～13组分在水处理过程中的混凝效果和混凝行为，以及影响混凝效果的因素，采用乙醇．丙酮分离法分离提纯出PAC中的灿13组分，通过烧杯试验、Zeta电位的测定、静态光散射法等多种方法及技术，比较了砧13组分、传统铝盐AICl3及PAC在不同水质和混凝条件(主要是含有不同污染物质的模拟水样，含有不同阴阳离子、不同硬度的水样，混凝过程中不同的搅拌强度、破碎剪切作用)下的混凝行为和混凝效果，研究了水质和混凝条件对All3组分混凝效果的影响情况，明确了在何种水质和混凝条件下～

2、13组分可发挥其优异效能，并探讨了舢13组分在混凝过程中的混凝机理。主要结论如下：(1)AICl3、PAC和AIl3组分均可有效去除腐殖酸，以及腐殖酸和高岭土混合模拟水样中的腐殖酸和高岭土。在腐殖酸和高岭土混合模拟水样的处理过程中，三种铝盐混凝剂混凝性能差别不大。而在腐殖酸水样的处理过程中，要求严格控制混凝条件，尤其是对于以单体形态铝为主的A1C13来说，最佳混凝剂投加量范围和最佳pH范围均较窄；以聚合铝形态为主的PAC比舢13组分的最佳混凝剂投加量范围和最佳pH范围略微宽泛一些，总体来说两者性能差别不大，但当混凝条件发生变化(低于或高于最佳混凝剂

3、投加量范围和最佳pH范围)时，All3组分的混凝效果显著降低，混凝过程中要求严格控制混凝条件。(2)随着离子强度的增大，三种铝盐混凝剂的混凝效果均显著降低，不管是处理腐殖酸水样，还是处理腐殖酸和高岭土的混合水样，相比于其他两种混凝剂，All3组分均可保持较好的混凝效果。(3)不管是处理腐殖酸水样，还是腐殖酸和高岭土混合水样时，在所考察的离子浓度下，除NH4+对舢13组分和A1C13的混凝性能略有影响外，阳离子对混凝效果的影响不大。阴离子可以显著影响混凝效果，特别是当水体中存在Si03玉、HP042。和H2P04"时，～13组分和A1C13的混凝效果

4、显著降低，这可能与阴离子在水体中发生水解有关。PAC在处理引入各种阴阳离子的两种模拟水样时均可保持良好的混凝效果。山东大学硕士学位论文(4)混凝过程中，A113组分并没有表现出比AICl3及PAC更优异的电中和能力，可能是混凝剂与污染物质之间的反应与混凝过程中的实际铝形态分布有关，而不是依赖于体系的初始铝形态分布。电中和并不是唯一的混凝机理，污染物质可能与越”及水解产物发生络合或螯合作用形成不溶于水的螯合物而被去除。(5)不同形态铝盐混凝剂的混凝性能随着水体硬度的增加而提高。在所考察的所有水体硬度条件下，以单体铝形态为主要成分的AICl3均可有效的

5、去除水样中的腐殖酸，特别是较高硬度的水体中。而灿13组分只有在低硬度水体中才可以发挥比AICl3和PAC更高的混凝效果。(6)随着水体硬度的增加，三种混凝剂与污染物质反应的初始反应速度均降低，其中舢13组分的初始反应速度最低，A1C13最高。在所研究的水体硬度下，以AICl3为混凝剂时的絮体生成速度最快，且生成的絮体最大；以舢13组分为混凝剂时的絮体生成速度最慢，生成的絮体也最小。AICl3、PAC和All3组分的最大絮体分别出现在水体硬度为8、4和1mmol·L。1时。此外，舢13组分混凝生成的絮体大小范围最窄，絮体差异性最小。(7)以AIl3组

6、分为混凝剂的混凝处理过程中，在混凝的起始阶段需要较长的停滞时间，但絮体以最短的生长时间和最大的生长速度达到稳定阶段，且生成的絮体较小；在以A1C13为混凝剂的混凝过程中，在较短的停滞时间内，絮体以较大的速度生长为最大的絮体，然而AICl3絮体的生长时间最长；PAC介于两者之间。(8)在实验的速度梯度条件下，不同铝盐混凝剂形成的絮体大小顺序为：AICl3>PAC>AIl3组分。对于三种铝盐混凝剂来说，长时间剪切条件下的絮体分形维数比短时间剪切条件下的要大。絮体的结构与破碎剪切和恢复次数无关。AICl3混凝生成的絮体具有最大的絮体分形维数，其次为PAC

7、和All3组分，即A1C13形成较密实的絮体，而舢13组分生成较松散的絮体。该研究将为提高铝盐的混凝效果和优选铝盐混凝剂奠定理论基础，对于高效能的铝盐混凝剂的研制开发和应用具有十分重要的理论意义和现实意义。关键词：聚合氯化铝(PAC)；A113组分；混凝水质；絮体特性；混凝机理Ⅱ摘要ABSTRACTInordertostudythecoagulationefficiencyandbehavioroftheAll3speciesinpoly-aluminumchloride(PAC)，aswellaLsthefactorsimpactingtheco

8、agulationefficiencyduringthecoagulationtreatmentprocess，theet