碱式氯化铝在水处理工艺中的应用

所属栏目:聚合氯化铝行业知识   发布时间:2021-01-15   浏览次数:  次   文章来源:https://www.pac315.com

  碱式氯化铝(BAC)是一种多核、多羟基、多价的复合电解质,其总分子式为[Al2(OH)nCl6-m]6。水溶液中有大量的聚合正离子,可以显著中和或减少粘土天然胶体的负电荷,造成水的浑浊。而且由于它比普通的无机盐净水剂具有大得多的分子量和桥联结构,因此具有更大的吸附容量和更大的絮体。根据水的化学混凝原理,碱式氯化铝具有吸附、中和、表面接触和捕网架桥作用。
 
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  与硫酸亚铁、硫酸铝等相比,在正常原水条件下具有更好的混凝效果。当原水浊度低于500ppm时,碱式氯化铝的混凝效果是Al2(SO4)3和FeSO4的1.25-2倍,当原水浊度高于500ppm时,其混凝效果是它们的2-5倍。此外,在混凝过程中,絮体形成快,沉淀速度快,可以缩短反应和沉淀时间。在相应条件下,处理能力可提高1.5-3倍,沉淀污泥的脱水性能高于Al2(SO4)3等。在相同的投加量下,碱式氯化铝混凝消耗的水的碱度小于各种无机混凝剂,处理后的水的pH值也下降很少。特别是在处理高浊度水时,可以通过添加少量或不添加碱性助凝剂来提高碱度。
 
  比如过去用硫酸亚铁7H2O作混凝剂,配好溶液后,Fe(OH)2,Fe(OH)2,Fe(OH)3,Fe(OH)4-.当铁盐加入到水中使Fe3离子化时,产生了具有不同化合价的其他聚合离子。这些聚合物参与吸附、双电层压缩和桥接,从而促进凝结和沉淀。
 
  如果原水碱度不足,上述反应无法完成,应加入石灰辅助反应。
 
  如果水中的pH值和溶解氧含量不能构成Fe(OH)2的氧化条件,则需要向水中加入一定量的氯气来促进其氧化过程:
 
  6FeSO4十3Cl2=2Fe2(SO4)3+FeCl3
 
  根据该反应的计算,每毫克FeSO4/升需耗氯气0.234毫克。
 
  以上计算只考虑了硫酸亚铁7H2O水解氧化过程中消耗的一定量的CaO(碱)和氯,不涉及实际过程中受多种因素影响的石灰和氯的消耗。以下是根据全年特定水质使用两种不同化学品消耗的石灰和氯的比较:
 
年月 1991.4-1992.3 1993.4-1994.3
药剂 使用FeSO4 改用碱式氯化铝后
年产量m3/月均产量m3 6675550/556295.8 7573956/631163
药剂年耗t/单耗kg/m3 103.08/0.0327 39.15/0.00523
CaO年耗t/单耗kg/m3 1252.11/0.1934 1390.07/0.1842
Cl2年耗t/单耗kg/m3 22.428/0.00304 8.497/0.001236

  与两年同期相比,吨水CaO单耗下降4.757%;Cl2单耗下降59.34%,年耗下降62.114%。从经济效益和工艺生产来看,应用碱式氯化铝比硫酸亚铁更有利。此外,当水的色度较大时,硫酸亚铁不能用作混凝剂。由于Fe2与产生色度的杂质发生反应,很容易产生颜色较深、聚集较少的新物质。
 
  如果用硫酸亚铁作混凝剂,需要将Fe2氧化成Fe3,消耗一定量的氯,降低水的碱度,增加一定量的Ca(OH)2。因此,这组矛盾交替出现,给工艺操作、水质指标的稳定和控制造成了很大困难。
 
  但是碱式氯化铝解决了这个问题。适用剂量范围广,即使剂量过大或操作失误或设备失控也不易产生副作用;适应原水pH值范围广,可在pH=5-9范围内使用;对原水浊度、温度、碱度和有机物含量的变化适应性强;处理后的水含盐量增加,腐蚀性降低。因此,有利于运行管理和水质净化的安全。
 
  碱式氯化铝在水处理工艺中的应用,不仅降低了氯气的消耗,还降低了出水余氯含量,其指标合格率从96.88%提高到99.67%,为脱盐系统提供了良好的工艺条件。如果余氯含量过大,对阳树脂的影响很大。当进入树脂床时,活性氯与水反应生成活性氧。活性氧物种会破坏树脂的交联结构,导致磺酸基团脱落,树脂颗粒破碎,从而降低树脂的交换容量,降低正床产水量,由于正床漏Na,导致负床漏硅。同时,从阳离子交换树脂上脱落的产物成为具有弱酸性基团的可溶性物质。当它与水一起流入阴离子交换器时,会被阴离子交换树脂吸附,增加阴离子交换器的负荷,降低阴离子交换床的交换容量,导致二氧化硅的早期泄漏。
 
  碱式氯化铝在水处理工艺中应用一年多后,澄清池出水浊度和余氯含量明显下降。经活性炭过滤器处理后,余氯指标合格率由92.3%提高到100%,完全避免了树脂污染和氯离子迁移对脱盐造成的损害。
 
  综上所述,从生产实践中可以看出,碱式氯化铝可以广泛应用于水处理过程,并逐步取代其他无机盐混凝剂。
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