聚硅氯化铝混凝剂中铝形态对于混凝效果影响的研究

摘要

本文主要研究了聚硅氯化铝(PASiC)中不同的铝形态在混凝过程中对于效果的影响。通过制备含有不同铝形态的聚硅氯化铝混凝剂，比较其在处理腐植酸高岭土模拟水中混凝效果的差异，发现以Alb和Alc为优势组分的聚硅氯化铝混凝剂在去除浊度、DOC以及UV254方面尤其优势。而后分别在不同的硅铝比条件下研究以Alb和Alc为优势组分两种复合混凝剂在处理腐植酸高岭土模拟水上的效果差异以及絮体性能。最后以引黄水库水为处理对象，研究了不同铝形态的聚硅氯化铝混凝剂的混凝效果。主要结论如下:
　　 1.当pH从4增大到9时，PASiCa、PASiCb和PASiCc的浊度去除率随着pH增大而增大，而UV254和DOC去除率均是先增大后减小，在pH为6时达到最大。PASiCb的浊度去除率和DOC去除率在所研究的投加量和pH范围内都要比PASiCa和PASiCc的大。而在整个pH范围对于UV254的去除，PASiCc具有最高的去除率，其次是PASiCb和PASiCa。
　　 2.在不同投加量条件下，PASiCa混凝达到稳定阶段时，絮体的平均粒径是最大的，其后是PASiCb和PASiCc，但是PASiCa的分形维数均最小，说明其形成的絮体最松散。随着pH的改变，PASiCb的絮体平均粒径没有很大的改变。在整个pH范围，PASiCc的絮体强度因数和恢复因数都比PASiCa和PASiCb大。在pH为6和9时，PASiC20的分形维数最大，形成的絮体最密实。
　　 3.Alb与PSi复合后形成的不同Al/Si摩尔比的混凝剂较纯Alb具有更好的浊度处理效果。PASiCb(20∶1)对于UV254的去除率最高，在投加量为4mg/L时达到了82％。PASiCb(5∶1)去除DOC的效果最明显，在投加量为8mg/L的时候，去除率达到最大35％。
　　 4.PASiCb(10∶1)混凝剂在絮体形成上最优，可以形成粒径最大的絮体，且絮体形成速率上与其余三种混凝剂相差无几，但是其絮体在抗破碎以及破碎后恢复能力上表现最差，絮体强度低，且在磨碎后恢复能力弱。
　　 5.随着pH值的增大，PACc、PASiCc(5∶1)、PASiCc(10∶1)、PASiCc(20∶1)四种混凝剂对于浊度的去除率逐渐增大，在pH＞=7时去除效果最高，均在90％以上。在不同投加量和pH条件下，其中PASiCc(5∶1)的DOC去除效果为最好，在8mg/L时达到最高44％。在所研究的pH范围内，四种混凝剂对于UV254的去除效果为PASiCc(20∶1)＞PASiCc(10∶1)＞PACc＞PASiCc(5∶1)。
　　 6.在投加量为2、4mg/L时，PASiCc(5∶1)的分形维数最大，絮体最为致密。而在投加量为8mg/L时，PACc的分形维数最大，其形成絮体致密。在pH为6和9时，PASiCc(5∶1)的分形维数最大，为1.96。
　　 7.综合残余浊度、UV254去除率和DOC去除率等出水指标，我们认为对于处理水库水而言，PASiCb最有效。综合浊度去除率、UV254去除率和DOC去除率等，认为对于处理水库水在pH=6时效果最佳。