張警聲，王淑英，唐正霞
(東北電力學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系，吉林吉林市132012)

　　摘　要：利用粉煤灰和黃鐵礦燒渣一步合成新型絮凝劑聚合硫酸鋁鐵(PAFS)。在對松花江水的除濁試驗(yàn)中，研究了PAFS的適宜投藥量、沉降時(shí)間和最佳pH值，并與市售PAC絮凝劑進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，PAFS絮凝劑除濁效果優(yōu)于PAC，是值得重視的一種 無機(jī)復(fù)合絮凝劑。
　　關(guān)鍵詞：絮凝劑；聚合硫酸鋁鐵；聚合氯化鋁；混凝；除濁
　　中圖分類號：TU991.22
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號 ：1000-4602(2002)02-0069-02

　　常規(guī)無機(jī)高分子絮凝劑多為聚合鋁或聚合鐵，成本較高、效果不太理想，因此需要尋找成本低、高效、無毒的絮凝劑［1、2］。現(xiàn)利用熱電廠排放的粉煤灰與化工廠的黃鐵礦燒渣，在較高的溫度下合成聚合硫酸鋁鐵(PAFS)絮凝劑，因采用的原料都是工廠廢棄物，故具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。?

1　PAFS的制備

　　以吉林某熱電廠、某化工廠分別排放的粉煤灰和黃鐵礦燒渣為原料。?
　　將粉煤灰和黃鐵礦燒渣各100g加入圓底三角燒瓶中，加100g水后再緩緩加入100mL濃硫酸攪拌，在80℃預(yù)反應(yīng)4h后升溫到103～105℃反應(yīng)12h，再降溫至85℃并保持2h，即可得暗紅褐色液狀的PAFS(300mL)^［3］。
　　經(jīng)測定，產(chǎn)品中Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺含量分別為88.10g/L、39.20g/L、2.66g/L，密度為1.3～1.4g/cm³，鹽基度為13.48%，其1%水溶液的pH值為2.6。?
　　上述一次合成法的不足是產(chǎn)品中Fe²⁺含量較高，若在合成過程中加入氧化劑MnO2，因有如下反應(yīng)發(fā)生^［4］：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺→2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O，則可使產(chǎn)品中的Fe²⁺含量降為0.16g/L。?

2 除濁試驗(yàn)

2.1 儀器及試劑
　　PH—3型酸度儀；DBJ—621型定時(shí)變速攪拌機(jī)；J2—N型濁度計(jì)。?
　　市售聚合氯化鋁(PAC)液體產(chǎn)品(有效濃度為8%～10%)；PAFS(自制)。
2.2　試驗(yàn)方法
　　取豐滿至吉林段松花江水，該段水域是吉林?jǐn)?shù)家熱電廠的鍋爐補(bǔ)給水的水源，水樣濁度為68NTU，pH值為7.3。?
　　于盛有原水的燒杯中加入一定量的絮凝劑后，在轉(zhuǎn)速為100r/min下攪拌2min，隨后將轉(zhuǎn)速 降至40r/min繼續(xù)攪拌10min并靜置30min后，取距液面25mm處的上清液測定濁度(室溫為22～24℃)。
2.3　結(jié)果與討論
　　在優(yōu)化PAFS反應(yīng)條件的同時(shí)，與PAC做了除濁對比試驗(yàn)。?
　　①絮凝劑用量?
　　絮凝劑用量對除濁效果的影響見圖1。

　　圖1表明：a.PAFS絮凝劑的除濁效果明顯優(yōu)于目前普遍使用的PAC絮凝劑，因PAC對膠體的混凝作用主要是通過吸附架橋而完成，而PAFS在對膠體的混凝過程中可同時(shí)發(fā)生靜電中和、吸附架橋和網(wǎng)捕三種功能，故能產(chǎn)生良好的絮凝效果^［5、6］；b.PAFS的適宜投量為2～6mg/L，此時(shí)上清液的濁度＜10NTU。?
　　②沉降時(shí)間?
　　混凝劑投量均為2.0mg/L時(shí)，其除濁效果隨沉降時(shí)間的變化關(guān)系如圖2。

　　圖2表明，沉降時(shí)間越長上清液的濁度越低，混凝除濁效果越好，但超過20min時(shí)則對除濁效果影響不大；達(dá)到相同的除濁效果時(shí)，PAFS絮凝劑所需的沉降時(shí)間比PAC短。試驗(yàn)中用PAFS進(jìn)行混凝時(shí)形成的礬花較大(絮體直徑為2～4mm)。?
　　③pH值?
　　絮凝劑的投加量均為2.0mg/L時(shí)，混凝除濁效果隨pH值的變化關(guān)系見圖3。?

　　圖3表明，水樣的pH值對絮凝劑的除濁效果影響很大。PAFS、PAC的除濁適宜pH值分別為4～8和5～7，PAFS的適宜范圍較寬；PAFS、PAC的除濁最佳pH值分別為7.0和6.0，此時(shí)它們的上 清液濁度分別為8NTU和18NTU，表明PAFS的除濁效果明顯優(yōu)于PAC。?

3　結(jié)論

　　①用粉煤灰和黃鐵礦燒渣合成絮凝劑PAFS，各100g的原料可制得PAFS約300mL。?
　　②用研制的PAFS處理濁度為68NTU、pH值為7.3的水樣，當(dāng)投加量為2mg/L時(shí)，上清液濁度為10NTU；在最佳除濁pH值(7.0)下，上清液的濁度可達(dá)8NTU，除濁效果明顯優(yōu)于PAC。 ?
　　③利用工業(yè)廢渣合成水處理試劑，價(jià)廉易得且保護(hù)環(huán)境，很有發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

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　　收稿日期：2001-07-22