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聚合氯化铝与聚合硫酸铁作为除磷剂,究竟哪家强?

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聚合氯化铝与聚合硫酸铁作为除磷剂,究竟哪家强?

【摘要】:
       市场上常用的除磷剂有聚合氯化铝和聚合硫酸铁,那么这两种产品在除磷方面,究竟是孰 强孰弱呢?

       市场上常用的除磷剂有聚合氯化铝和聚合硫酸铁,那么这两种产品在除磷方面,究竟是孰 强孰弱呢?

       聚合氯化铝(PAC)是一种无机高分子聚合物,成分包括单体铝、二聚体铝、多聚体铝及聚十 三铝(A113)等多种铝羟基配合物形态。向污染水体投加PAC后,Al3+可与PO43-反应。由于 试验水样pH值为7~8,在此条件下,聚合氯化铝易发生水解聚合反应,形成铝羟基多核配合 物,这些多核络合物往往具有较高的正电荷和比表面积,能迅速吸附水体中带负电荷的杂 质,中和胶体电荷,压缩双电层及降低胶体ξ电位,促进胶体和悬浮物等快速脱稳、凝聚 和沉淀,从而有效降低水体中的磷含量。

       铝盐除磷的原理:一般认为当铝盐分散于水体时,Al3+一方面与PO43- 反应;另外,Al3+水解生成单核络合物Al(OH)2+、Al(OH)2+及AlO2-等,单核络合物可通过 碰撞缩合,形成一系列多核络合物Aln(OH)m(3n-m)+(n>1,m≤3n),这些铝的多核络合物可 通过压缩双电层、吸附电中和等作用,有效去除水体中的磷。有学者研究后认为,铝盐除 磷,特别是正磷酸盐的去除,主要以生成氢氧化铝的吸附作用为主[16],也有学者认为磷 的去除效果取决于形成絮体的吸附能力及絮体在水体中的分布情况。

       聚合硫酸铁是在硫酸铁分子簇的网络结构中插入了羟基,形成以OH-作 为架桥形成多核配离子,聚铁的盐基度决定分子的聚合度,盐基度越高,其分子聚合度越 大,形成的羟基配合物也就具有更多的电荷和更大的表面积,由于试验用水偏碱性,水体 中的OH-可提高分子的聚合度,从而使其形成的羟基配合物一定程度上具有更多的电荷和更 大的表面积。另外,由于PFS属于无机高分子聚合物,缺少铁单体的存在。因此,当药剂投 加量较小时,其与磷酸根的结合稍逊于三氯化铁,但随着投加量的增加,其水解速度加快 ,水解生成具有羟基的磷酸铁络合物增多。因此,反应后期主要通过吸附架桥及网捕等混 凝作用去除水体中的磷(包括难溶解性磷、有机磷等)。

       铁盐除磷的原因:溶于水后Fe3+可与PO43-反应生成难溶盐(如FePO4等) 。另外,其通过溶解和吸水可发生强烈水解,并伴随各种聚合反应的发生,生成具有较长 线性结构的多核羟基络合物,如Fe2(OH)24+、Fe3(OH)45+、Fe5(OH)96+、Fe5(OH)87+、 Fe6(OH)126+、Fe7(OH)129+、Fe7(OH)1110+、Fe9(OH)207+、Fe12(OH)342+等。这些含铁的 羟基络合物通过压缩双电层、电中和、吸附架桥及絮体的网捕作用使胶体凝聚、沉淀而将 磷去除。铁盐去除水体中磷时,伴随如下过程的发生:铁的磷酸盐[Fe(PO4)x(OH)3-x]沉淀 ;在部分胶体状的氧化铁或氢氧化物表面上磷酸盐被吸附;多核氢氧化铁悬浮体的凝聚作 用,生成不溶于水的金属聚合物。

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