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《浙江大学》 2003年
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聚合氯化铝中Al(Ⅲ)的形态分布影响因素及混凝性能研究

张卫飞  
【摘要】: 本文采用微量滴碱法,通过改变碱化度、铝的初始浓度、搅拌强度、合成温度、滴碱速度等合成工艺条件,系统地制备了一系列聚合氯化铝样品。通过对实验数据的动力学分析,采用改进了的Al-Ferron逐时络合比色法中Al_a、Al_b二种含量的划分方法,对铝溶液中的Al(Ⅲ)水解形态进行了较为准确的划分。同时分析和探讨了各合成工艺条件对Al-Ferron络合动力学过程和Al_b-Ferron假一级反应动力学常数K_b、最终产品中Al(Ⅲ)的形态分布及形态转化过程的影响。另外,为了指导聚合氯化铝在实际废水处理过程的正确使用,以便取得最佳的混凝效果,本文还就不同碱化度的PAC,系统地对焦化废水进行混凝实验,摸索焦化废水处理过程中的最佳碱化度、用量及pH适用范围,同时对碱化度和pH对残余铝量的影响也进行了研究。 研究表明,在不同工艺条件下合成的PAC溶液,其Al_b与Ferron反应符合一级反应动力学特征。对各工艺条件对动力学特征和铝的形态分布的影响研究表明,碱化度对K_b的影响不大,但对铝的形态分布有很明显的影响。随着碱化度B的增大,Al_a的含量逐渐减少,Al_b、Al_c的含量逐渐增加。铝离子的初始浓度对K_b影响很大,[Al]_T=0.0002mol·1~(-1)和[Al]_T=0.002mol·1~(-1)的PAC溶液与Ferron反应的速率常数K_b分别为0.610、0.480,远大于[Al]_T=0.1mol·1~(-1),的PAC溶液与Ferron反应的速率常数0.059。搅拌强度和温度对K_b的影响不是很明显,但对铝的形态分布有一定的影响。当搅拌强度为150r·min~(-1)时,Al_a的含量相对较低,而Al_c的含量较高。而在搅拌速度为1000r·min~(-1)时,铝主要以Al_a、Al_b形态存在,Al_c的含量较低。当合成温度为20℃和90℃时,所得铝溶液的铝的形态分布相似,均主要以Al_b的形态存在,Al_c的含量较低,分别仅占16%和19%。当合成温度为160℃时,Al_a的含量下降,Al_b含量略有下降,而Al_c的含量则骤然增加到41%。加碱速度对反应速率常数影响不大,但对铝的形态分布却有一定的影响。加碱速度为0.15 ml·min~(-1)和0.5 ml·min~(-1)时,合成的PAC的铝形态分布相似,但当加碱速度为2ml·min~(-1)时,Al_a比前两者减少10%,Al_b增加15%。 聚合氯化铝在焦化废水中的应用研究结果表明,其最佳投加量(按铝计)范围为1.5-2.5mmol/L,最佳混凝pH范围为6-8。当pH低于6时,随着pH的增大,COD的去除效果增强,当pH大于8时,随着pH的进一步增大,PAC LL司厦}* 浙江大学硕士学位论文 对**D去除效果又趋向恶化。pH对残留铝含量的影D’向较大。在pH低于6时, PAC在水体中的残留铝随着pH的升高而降低;当pH在中性附近时,水体中 铝的残留量最少,随着pH的升高,铝的残留量又增加。山于碱化度影响着铝 的形态分布,实验发现,当碱化度为1.5时,水体中的残留铝含量达最低。通 过比较碱化度对COD的去除效果和对水体中残留铝含量的影响发现,当COD 降得越多,水体中的残留铝含量越少,两者的变化趋势非常一致。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:X703.1

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