PAC聚合氯化铝由于喷雾干燥稳定性好,适应水域宽,水解速度快,吸附能力强,形成矾花大,质密沉淀快,出水浊度低,脱水性能好等优点,在同样水质的情况下,喷雾干燥聚合氯化铝投加量减少,尤其在水质不好的情况下,喷雾干燥产品投量与滚筒干燥聚氯化铝相比,可减少一半,不仅减轻了工人的劳动强度,而更重要的是减少用户的制水成本。除此之外,用喷雾干燥产品可安全性,减少水事故,对居民饮用水非常安全可靠。
聚合氯化铝,简称聚氯化铝,或PAC。采用为的生产工艺,使用度的原料反应聚合而成。生产按照国标GB15892-2009要求执行。聚氯化铝是通过喷雾干燥工艺加工而成.因此也可叫级喷雾干燥聚合氯化铝。
聚合氯化铝的合成方法有很多种,按照原材料的不同,可分为金属铝法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝法、氯化铝法、碱溶法等。
①金属铝法。采用金属铝法合成聚合氯化铝的原料主要为铝加工的下脚料,如铝屑、铝灰和铝渣等。由铝灰按一定配比在搅拌下缓慢加入盐酸进行反应,经熟化聚合、沉降制得液体聚合氯化铝,再经稀释过滤,浓缩,干燥制得。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。酸法主要是用HCl,产品质量不易控制;碱法生产工艺难度较高,设备投资较大且用碱量大,pH值控制费原料,成本较高;用的多的是中和法,只要控制好配比,一般都能达到国家标准。②氢氧化铝法。氢氧化铝粉纯度比较高,合成的聚合氯化铝重金属等有毒物质含量低,一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺比较简单,但生产的聚合氯化铝的盐基度较低,因此一般采用氢氧化铝加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序。
③三氧化铝法。含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产工艺可分为两步:步是得到结晶氯化铝,第二步是通过热解法或中和法得到聚合氯化铝。
④氯化铝法。采用氯化铝粉为原料,加工聚合氯化铝。这种方法应用为普遍。可用结晶氯化铝于170℃进行沸腾热解,加水熟化聚合,再经固化、干燥制得。
⑤碱溶法。先将铝灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液,再用盐酸调pH值,制得聚合氯化铝溶液。这种方法制得的产品颜色外观较好,不溶物较少,但氯化钠含量高,原材料消耗高,溶液氧化铝含量低,工业化生产成本较大。
①在操作上,聚合氯化铝的净水过程一般分为三个阶段。这三个阶段分别是凝聚阶段、絮凝阶段和沉降阶段。凝聚阶段在药液注入混凝容器与原水快速混凝时会在极短时间内形成微细矾花,此时水体变得更加浑浊,它要求水流能产生激烈的湍流。然后聚合氯化铝进入絮凝阶段,絮凝阶段是矾花成长变粗的过程,要求适当的湍流程度和足够的停留时间(10~15min),至后期可观察到大量矾花聚集缓缓下沉,形成表面清晰层。当絮凝剂处于沉降阶段时,它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程,要求水流缓慢,为提率一般采用斜管或板式沉降器,大量的粗大矾花被斜管(板)壁阻挡而沉积于池底,上层水为澄清水,剩下的粒径小、密度小的矾花一边缓缓下降,一边继续相互碰撞结大,至后期余浊基本不变。
②聚合氯化铝须保存在干燥、防潮、避热的地方(<80℃切勿损坏包装,产品可长期储存)。
③聚合氯化铝产品溶解才能使用,溶解设备和加药设施应采用耐腐蚀材料。
④聚合氯化铝的液体产品有效储存期为半年,固体产品有效储存期为两年,固体产品受潮后仍然可使用。
吸附电中和作用指粒表面对异号离子,异号胶粒或链状离分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了它的部分电荷,减少了静电斥力,因而容易与其它颗粒接近而互相吸附。此时静电引力常是这些作用的主要方面,但在不少的情况下,其它的作用了超过静电引力。
举例来说,用Na与十二烷基铵离子(C12H25NH)去除带负电荷的碘化银溶液造成的浊度,发现同是一价的有机胺离子脱稳的能力比Na大得多,Na过量投加不会造成胶粒再稳,而有机胺离子则不然,超过一定投置时能使胶粒发生再稳现象,说明胶粒吸附了过多的反离子,使原来带的负电荷转变成带正电荷。铝盐、铁盐投加量高时也发生再稳现象以及带来电荷变号。上面的现象用吸附电中和的机理解释是很合适的。
当金属盐(如硫酸铝或氯化铁)或金属氧化物和氢氧化物(如石灰)作凝聚剂时,当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物[如Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2]或金属碳酸盐(如CaCO3)时,水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时所网捕。当沉淀物是带正电荷(Al(OH)3及Fe(OH)3在中性和酸性pH范围内)时,沉淀速度可因溶液中存在阴离子而加快,例如硫酸根离子。此外水中胶粒本身可作为这些金属氧氧化物沉淀物形成的核心,所以凝聚剂佳投加量与被除去物质的浓度成反比,即胶粒越多,金属凝聚剂投加量越少。
1)根据多位搅拌器所设置的烧杯数目,各量取100mL的水样装入烧杯中,并将烧杯定位。然后把搅拌浆片放入水中。浆片的轴要偏离烧杯中心,浆片与烧杯壁之间至少要留有6.4mm的间隙。记录实验开始的温度。
2)把絮凝剂装入试剂架的试管的。投药时,用水将各试管中的药剂稀释到10mL。若其中一种药剂的投加量大于10mL时。其他试管也应该补水,直至体积与用量相同。添加悬浮液药剂时,应在投加前摇匀药剂。
3)开动多位搅拌器,在120r/min转速下快速搅拌,按照预定的药剂投加量同时投加向各个烧杯中投加药剂,搅拌1min。
4)降低转速至20-40r/min转速以能保持烧杯内颗粒均匀悬浮起来为准。慢速搅拌约20min。记录初始絮片产生的时间。
5)完成慢速搅拌后,把搅拌浆片从水中提出来,观察絮体的沉降,记录大部分絮体沉降所用的时间。但在特殊情况下,沉降受到对流的影响,此时记录的沉淀的时间应是当上与向下运动的未沉淀絮体数量大致相同的时间。
6)沉淀时15min后,记录烧杯底部絮片的厚度。用移液管在烧杯中清夜的1/2处吸取水样,测定水样的灼度,色度及水样的pH值