聚合氯化鋁協(xié)同除氟是一種常見的除氟方法,以下是其相關(guān)介紹:
基本原理
絮凝沉淀作用:聚合氯化鋁在水中水解會形成多種多核羥基絡(luò)合物以及氫氧化鋁膠體。這些物質(zhì)具有較大的比表面積和較強(qiáng)的吸附能力,能夠通過吸附、架橋和網(wǎng)捕等作用,使水中的氟離子與其他雜質(zhì)一起形成絮體,從而實(shí)現(xiàn)氟離子的去除。
離子交換作用:聚合氯化鋁水解產(chǎn)生的氫氧化鋁膠體表面帶有正電荷,而氟離子在水中以陰離子形式存在。通過靜電吸引,氟離子會被吸附到膠體表面,然后與膠體表面的羥基發(fā)生離子交換反應(yīng),從而將氟離子固定在膠體上,隨絮體沉淀而被去除。
影響因素
投加量:在一定范圍內(nèi),隨著聚合氯化鋁投加量的增加,除氟效果會逐漸提高。但當(dāng)投加量超過一定值后,過多的絮凝劑會導(dǎo)致膠體重新穩(wěn)定,反而使除氟效果下降。
pH 值:溶液的 pH 值對聚合氯化鋁的水解形態(tài)和除氟效果有重要影響。一般在 pH 值為 6 - 8 的范圍內(nèi),聚合氯化鋁的除氟效果較好。當(dāng) pH 值過低時,氫氧化鋁膠體的表面電荷會增加,不利于氟離子的吸附;而 pH 值過高時,氟離子會形成難解離的氟化物絡(luò)離子,也會影響除氟效果。
反應(yīng)時間:反應(yīng)時間過短,聚合氯化鋁與氟離子的反應(yīng)不完全,除氟效果不佳;反應(yīng)時間過長,會導(dǎo)致絮體結(jié)構(gòu)被破壞,影響沉淀效果。一般反應(yīng)時間控制在 15 - 30 分鐘左右較為合適。
初始氟濃度:初始氟濃度越高,需要投加的聚合氯化鋁量也相應(yīng)增加,才能達(dá)到較好的除氟效果。但當(dāng)氟濃度過高時,需要采用多級處理或與其他除氟方法聯(lián)合使用。
協(xié)同除氟方法
與其他絮凝劑協(xié)同:可以將聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺等其他絮凝劑聯(lián)合使用。聚丙烯酰胺具有很強(qiáng)的絮凝作用,能夠使聚合氯化鋁形成的絮體進(jìn)一步長大,提高沉淀效果,從而增強(qiáng)除氟能力。
與吸附劑協(xié)同:將聚合氯化鋁與活性炭、沸石等吸附劑配合使用。先利用聚合氯化鋁的絮凝作用去除一部分氟離子,然后通過吸附劑進(jìn)一步吸附剩余的氟離子,可實(shí)現(xiàn)更高效的除氟。
與化學(xué)沉淀劑協(xié)同:向含氟水中加入適量的鈣鹽(如氯化鈣)等化學(xué)沉淀劑,使氟離子與鈣離子形成氟化鈣沉淀。同時加入聚合氯化鋁,其絮凝作用可以促進(jìn)氟化鈣沉淀的凝聚和沉降,提高除氟效率。
優(yōu)勢與局限性
優(yōu)勢:聚合氯化鋁價格相對較低,來源廣泛;除氟效果較好,能夠?qū)⑺械姆x子濃度降低到一定水平;操作簡單,易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用;同時還能去除水中的其他雜質(zhì),如懸浮物、有機(jī)物等,對水質(zhì)有綜合改善作用。
局限性:對高濃度含氟水的處理效果有限,需要多次處理或與其他方法聯(lián)用;產(chǎn)生的污泥量較大,需要進(jìn)行妥善處理,否則會造成二次污染;受水質(zhì)變化的影響較大,需要根據(jù)實(shí)際水質(zhì)情況及時調(diào)整投加量和反應(yīng)條件。