鋁鐵復合混凝劑的研究新進展

　　鋁和鐵具有許多相似的性質，如原子共價半徑。離子半徑都比較相近，Fe3+，Al3+均具有相同的電荷，它們易水解，其鹽具有共價性。因此，它們可通過交叉共聚，形成多核、更長。更穩定的分子鏈，得到混凝效果更好的無機高分子復合混凝劑——聚合鋁鐵。這類復合混凝劑兼有聚鋁和聚鐵的特點，既能克服鋁鹽處理的礬花生成慢、礬花輕。沉降慢的缺點，又能克服鐵鹽的出水不清、色度高的缺點。通常以鋁鹽為主，鐵鹽為輔，其價格比PAC略高一點點。近幾年來，研制和應用這類混;凝劑已成為熱點和發展的明顯趨勢。我國在這一領Z域內比較活躍，發表的論文和公布的專利較多。主要原材料是鋁鹽、鐵鹽和硅酸鹽以及含鋁鐵等元素的礦物。礦渣廢料，因而其原料來源廣，同時生產工藝比較簡單，有利于開發利用。我國已開發的鋁限復合混凝劑種類較多，我們將它們分為3大類：只含兩種陽離子的鋁鐵復合混凝劑，含有多種陰離子的鋁鐵復合混凝劑，以及含有其它陽離子的鋁鐵復合混凝劑。

　　1.只含兩種陽離子的鋁鐵復臺混凝劑

　　在這類復合混凝劑中，除鋁、鐵外，不含其它金屬離子(即使有，也很少)，陰離子則以一種為主?？梢哉f，其組成相對比較簡單，純度較高。無疑這對原料有較高的要求。由于雜質少，特別是有害物質少，則它們適用于飲用水的處理。對這類混凝劑研究也比較深入，其中部分產品已進入國內水處理市場。這類混凝劑主要有以下幾種：

　　1.1聚合氯化鋁鐵(PAFC)

　　通常采用PAC與FeCl3(或和FeCl2)反應，或者AlCl3或低聚氯化鋁與鐵反應，再進行羥基化聚合，就可制得聚合氯化鋁鐵?；驅⒎鬯榈匿X土礦放入反應釜中與鹽酸反應，然后將其倒入攪拌池中，并加入高鋁灰和水，攪拌3-5h，沉淀即為產品。PAFC產品為淡黃色、暗黃色片狀、粒狀或粉狀固體，易溶于水，在空氣中易潮解。液體產品為淡黃色透明或懸濁液，相對密度>1.2，w(Al2O3)=6.0%-6.5%，w(Fe2O3)=4.0%-4.3%，鹽基度為30%-50%，pH值(1%水溶液)為2-3。該產品用于生活飲用水。工業用水的凈化和各種污水的化學處理。如某電子管廠用PAFC處理濁度為319NTU的廢水，投加量為0.4或0.6mg/L，處理后的水無色透明，重金屬達標。某廠最初用PAC和PFS處理電鍍廢水，鋼總是不能達標，采用PAFC后各項指標均達標。用PAFC處理生產洗滌劑的廢水，比用PAC，PFS和PFSC的效果要好得多。因此，PAFC是聚鋁和聚鐵的替代產品[1-7]。

　　1.2聚合硫酸鋁鐵(PAFS)

　　以鋁土礦、高鋁灰、硫酸為原料，接與PAFC相同的工藝過程制備PAFS。也可在反應器中，依次加入硫酸亞鐵、硫酸鋁、水、硫酸及硝酸鋁，通入空氣并進行攪拌，氧化、水解、聚合反應約0.5h，得到紅棕色透明液體，鹽基度達19%，ρ(Fe3+)161.4g/L，ρ(Al3+)7.0g/L。PAFS用于煉油工業廢水的處理，采用浮選法和投加PAFS(8或10mg/L)，去油率達99%，COD降低88.5%。PAFS用于污泥脫水，具有最佳投加量小，濾餅含水率低，濾液透光性好，澄清度高等特點。其效果均明顯優于PAC和PFS[7-10]。

　　1.3聚合硅酸鋁鐵(PSAF)

　　通常將高模數(M≥3.0)的水玻璃稀釋，在快速攪拌下滴加稀硫酸，至pH值約為5.7，放置一段時間后使其聚合，然后加入硫酸鋁和硫酸鐵溶液，陳化一段時間后即得PSAF。它是透明、均一、呈紅褐色的溶液，穩定性好，可放置2-3個月。用n(Fe)/n(Al)=1：3，n(SiO2)/n(Fe+Al)=l：3的PSAF，在pH=10的條件下，可使合成洗滌劑廢水中的LAS去除率達到90%以上。用于松花江水的除濁處理，處理后的殘余濁度小(1.6度)，完全符合我國生活飲用水衛生標準。其它文獻也說明PSAF具有較優的混凝性能，其用量少，適宜的pH值范圍較寬，形成礬花迅速，并且絮體粗大結實，是一種有發展前途的凈水劑[11-16]。