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    堿式氯化鋁在水處理工藝中的應用

    時間:2020/06/26 點擊:

    堿式氯化鋁(簡稱BAC),其分子通式為[Al2(OH)nCl6-m]6,它是一種多核多羥基多價的絡合物電解質。在水溶液中具有大量的聚合陽性離子,因此,可以顯著中和或降低造成水渾濁的粘土自然膠體的負電荷。又由于它有較一般無機鹽凈水劑大得多的分子量和架橋結構形式,因而,它有較大的吸附能力,所形成的絮凝體也較大。根據水的化學混凝原理,堿式氯化鋁具有吸附、中和、表面接觸和網捕架橋作用。

    在通常的原水條件下,它與FeSO4、Al2(SO4)3等比較,混凝效果更好。原水濁度在500ppm以下時,堿式氯化鋁混凝效果是Al2(SO4)3、FeSO4的1.25-2倍,原水濁度大于500ppm的高濁度時,其效果是它們的2-5倍。且混凝過程中絮凝體形成快,沉淀速度高,因而反應、沉淀時間可縮短。在相應條件下可提高處理能力1.5-3倍,沉淀渣泥的脫水性能高于Al2(SO4)3等。在等投藥量下,堿式氯化鋁混凝時消耗水中堿度小于各種無機混凝劑,處理后的水的pH值也降低得很少。特別是處理高濁度水時,可少加或不加堿性助凝劑以提高堿度。

    例如:以前以FeSO4·7H2O作混凝劑時,配成溶液后,從水中加入鐵鹽電離生成Fe3+開始到水解過程達到平衡為止,即產生了Fe(OH)2+、Fe(OH)2+、Fe(OH)3、Fe(OH)4-...等一些價數不同的聚合離子。這些聚合體都參與了吸附、壓縮雙電層、架橋聯接作用,促使混凝和聚沉。

    如果原水中堿度不足,還不能完成上述反應,則應加入石灰輔助其反應。

    如果水中的pH值及溶解氧含量不能構成Fe(OH)2的氧化條件時,還需要在水中加一定劑量的氯氣來促使其氧化過程:

    6FeSO4十3Cl2=2Fe2(SO4)3+FeCl3

    按此反應計算,每毫克FeSO4/升需耗氯氣0.234毫克。

    以上計算只考慮了FeSO4·7H2O在水解及氧化過程中所消耗的一定的CaO(堿量)的量和氯氣的用量,沒有涉及到在實際工藝過程中還存在的諸多因素所影響到石灰、氯氣的消耗問題。下面是根據常年具體的水質情況對照說明使用兩種不同藥劑所消耗的石灰和氯氣的用量:

    年月 1991.4-1992.3 1993.4-1994.3
    藥劑 使用FeSO4 改用堿式氯化鋁后
    年產量m3/月均產量m3 6675550/556295.8 7573956/631163
    藥劑年耗t/單耗kg/m3 103.08/0.0327 39.15/0.00523
    CaO年耗t/單耗kg/m3 1252.11/0.1934 1390.07/0.1842
    Cl2年耗t/單耗kg/m3 22.428/0.00304 8.497/0.001236

    據兩年同期相比較,每噸水CaO單耗降低了4.757%;Cl2單耗降低了59.34%,年耗降低了62.114%。從經濟效益和工藝生產上看堿式氯化鋁的應用比用FeSO4更有益。而且,當水中色度較大時,不能用FeSO4作混凝劑。因為,Fe2+與產生色度的雜質作用易生成顏色更深的不易聚沉的新生物質。

    以FeSO4作混凝劑要想達到理想的混凝、聚沉效果,既需將Fe2+氧化成Fe3+,消耗一定量的氯氣,又降低了水中的堿度,另一方面又要增加一定量的Ca(OH)2。于是,這組矛盾交替出現,給工藝操作、水質指標的穩定、控制造成了較大的困難。

    而堿式氯化鋁卻解決了這一難題。它適宜的投藥量范圍寬,即使投加過量或操作有誤、設備失控也不易產生副作用;適應原水pH值寬范圍,在pH值=5-9范圍都可以使用;對原水濁度、溫度、堿度、有機物含量的變化適應性強;處理后的水增加鹽份少,腐蝕性相對較小。因而,有利于操作管理和凈水的可靠性。

    堿式氯化鋁在水處理工藝上的應用不僅降低了氯氣的消耗量,同時也降低了出水的余氯含量,其指標合格率由原來的96.88%提高到99.67%,這就給脫鹽系統提供了良好的工藝條件。如果余氯含量過大,對陽樹脂會造成很大的影響,當進入樹脂床層時,活性氯與水反應生成活性氧?;钚匝鯇⑵茐臉渲慕宦摻Y構,發生磺酸基的脫落和樹脂顆粒的破碎,從而使樹脂交換容量下降,陽床制水量下降,陽床漏Na+引起陰床漏硅。同時,陽樹脂上脫落下來的產物變為可溶性物質并帶有弱酸基,當它隨水流進陰離子交換器時,會被陰樹脂吸附,增加了陰離子交換器的負荷,使得陰床交換容量下降,SiO2提前泄漏。

    經過一年多的堿式氯化鋁在水處理工藝中的應用,澄清池出水濁度、余氯含量明顯下降。經活性碳過濾器處理后,余氯指標合格率由原來的92.3%上升到100%,完全避免了Cl-后移給脫鹽帶來的樹脂污染和破壞。

    綜上所述,由生產實踐可看出:堿式氯化鋁能廣泛的應用于水處理工藝中,并逐步取代其它無機鹽混凝劑。

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