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    聚合氯化鋁絮凝處理含氟離子廢水

    來源:鞏義市大千凈化材料有限公司 發布時間:2020/8/18 16:39:54

        氟離子廢水的絮凝沉淀法常用的絮凝劑為聚合氯化鋁。聚合氯化鋁投加到水中后,利用Al3+與F-的絡合以及鋁鹽水解中間產物和最后生成的Al(OH)3(am)礬花對氟離子的配體交換、物理吸附、卷掃作用去除水中的氟離子。

        聚合氯化鋁絮凝去除氟離子機理比較復雜,主要有吸附、離子交換、絡合沉降三種作用機理。

        (1)、吸附。鋁鹽絮凝沉淀除氟過程為靜電吸附,最直接的證據是AC或PAC含氟絮體由于吸附了帶電荷的氟離子,正電荷被部分中和,相同pH條件下ζ電位要比其本身絮體要低。另一證據是當水中SO42-,Cl-等陰離子的濃度較高時,由于存在競爭,會使絮凝過程中形成的Al(OH)3(am)礬花對氟離子的吸附容量顯著減少。

        鋁鹽絮凝除氟過程中生成的具有很大表面積的無定性的Al(OH)3(am)絮體,對氟離子產生氫鍵吸附。氟離子半徑小,電負性強,這一吸附方式很容易發生,這已在鋁鹽除氟絮體紅外光譜中得到證實。不管是化學吸附還是物理上的靜電吸附,只要是離子吸附方式,就會使鋁鹽水解陽離子所帶的正電荷降低,從而使絮體的ζ電位值下降。AC和PAC含氟絮體的ζ電位都比本身絮體的ζ電位低,說明鋁鹽除氟過程中離子吸附是一重要的作用方式。

        (2)、離子交換。氟離子與氫氧根的半徑及電荷都相近,鋁鹽絮凝除氟過程中,投加到水中的 Al13O4(OH)147+等聚羥陽離子及其水解后形成的無定性Al(OH)3(am)沉淀,其中的OH-與F-發生交換,這一交換過程是在等電荷條件下進行的,交換后絮體所帶電荷不變,絮體的ζ電位也不會因此升高或降低,但這一過程中釋放出的OH-,會使體系的pH升高,說明離子交換也是鋁鹽除氟的一個重要的作用方式。

        (3)、絡合沉淀。F-能與Al3+等形成從AlF2+,AlF2+,AlF3到AlF63-共6種絡合物,溶液化學平衡的計算表明,在F-濃度為1×10-4~1×10-2mol/L的鋁鹽混凝除氟體系中,pH為5~6的情況下,主要以AlF2+, AlF3,AlF4- 和AlF52-等形態存在,這些鋁氟絡合離子在絮凝過程中會形成鋁氟絡合物 (AlFx(OH)(3-x)和Na(x-3)AlFx)或夾雜在新形成的Al(OH)3(am)絮體中沉降下來,絮體的IR和XPS譜圖最終觀察到的鋁氟絡離子AlFx(3-x)+一部分是絡合沉降作用的結果,另一部分則可能是離子交換的產物。

        使用聚合氯化鋁時,混凝最佳pH為6.4~7.2,但投加量大,根據不同情況每m3水需投加150~1000g,這會使出水中含有一定量的對人體健康有害的溶解鋁。使用聚鋁后,投加量可減少一半左右,絮凝沉淀的pH范圍擴大到5~8。聚鋁的除氟效果與聚鋁本身的性質有關,堿化度為75%的聚鋁除氟最佳,投加量以水中F與Al的摩爾比為0.7左右時最佳。

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