（環(huán)境工程專業(yè)論文）羥基鎂鋁復(fù)合物形成的影響因子及優(yōu)化研究.pdf

r e s e a r c ho ni n f l u e n c i n gf a c t o r sa n di t so p t i m i z a t i o no f f o r m a t i o nc o m p o u n dm g - a ih y d r o x i d e s ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e df o r t h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：s u np e n g f e i s u p e r v i s o r ：p r o f c h e n gj i x i a c h a n g a nu n i v e r s i t y , x i a n ，c h i n a 論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明：本人所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工 作所取得的成果。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對論文的研究做出重 要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何 未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的成果。 本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 論文作者簽名：1 舀砌如 尼年么月 s 0 4 2 + c 0 3 2 。對于進(jìn)入離子而言其電荷越高，半徑越小，則交換能力越強(qiáng)。層的溶脹性 6 長安大學(xué)碩士學(xué)位論文 和溶脹劑的選擇。一般來說，由于h t l c s 板層電荷密度較大，與層間離子結(jié)合力較強(qiáng)， 導(dǎo)致h t l c s 的溶脹性較差。要使離子交換順利進(jìn)行，通常選用有利于原類水滑石脹開 的溶劑和溶脹條件。另外，在某些情況下，類水滑石板層的組成對離子交換反應(yīng)也產(chǎn)生 一定的影響。 ( 4 ) 熱解一重構(gòu)法 這一方法是建立在h t l c s 具有“記憶效應(yīng)”特性基礎(chǔ)上的方法。用熱解重構(gòu)法 制備h t l c s 時(shí)，應(yīng)該特別注意母體h t l e s 的熱解溫度，按照h t l e s 的組成不同，選擇 合適的焙燒溫度。熱解一重構(gòu)法制備類水滑石在以類水滑石為前驅(qū)體制備復(fù)合氧化物催 化劑方面，具有很好的應(yīng)用前景。 ( 5 ) 溶膠一凝膠法 山東大學(xué)膠體與界面化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究表明【1 9 垅, 7 5 - 7 8 】，溶膠一凝膠法是制 備納米類水滑石的有效方法。 2 2 鋁鹽的概述 鋁( i i i ) 是地殼中含量最豐富的元素之一，僅次于氧、硅而居于第三位。它主要存在 于土壤、巖石中。天然水體中由于鋁的溶解度較小而含量較低，但是由于它多變的形態(tài) 以及其生物、生態(tài)活性因而在自然環(huán)境中仍然起著舉足輕重的作用。鋁鹽是重要的水處 理混凝劑。隨著混凝理論的不斷發(fā)展和實(shí)踐，人們已經(jīng)制備出各種鋁系的混凝劑并且在 水處理中取得了良好的效果，收到了令人欣喜的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。 2 2 1 鋁的水解 a 1 是一種較為活潑的金屬，其水解聚合態(tài)一般可分為三類：單核羥基鋁化物、多核 羥基鋁化合物以及膠體或無定形態(tài)的氫氧化物沉淀。舢3 + 半徑小而帶高的正電荷，在低 p h 的水溶液中，其通常締合6 個(gè)水分子而形成一種八面體結(jié)構(gòu)的化合物a l ( h 2 0 ) 6 3 + 。配位 水分子中負(fù)電荷的。朝向a l 離子，正電荷的h 貝i j 背向中心鋁離子。強(qiáng)的鋁氧鍵結(jié)合減弱 了水分子中氧與氫的結(jié)合，使得h 容易脫離分子進(jìn)入溶液，此過程即為鋁的水解。水解 導(dǎo)致水體酸性增強(qiáng)同時(shí)也產(chǎn)生了多種復(fù)雜的水解產(chǎn)物【l 】。 隨著溶液p h 值升高，水解反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生從而使得質(zhì)子逐步從六個(gè)水合分子中脫 去，鋁離子電荷逐步減少，氫氧根結(jié)合逐步增多，最后形成一系列的a i o h 單核羥基絡(luò) 合物。各級反應(yīng)式為： 7 第二章水滑石的結(jié)構(gòu)與制備和鋁鹽的混凝機(jī)理 a i ( h 2 0 ) 6 ”+ h 2 0 = 【a i ( o h ) ( h 2 0 ) s 什+ h 3 0 + k i 1 ( 2 1 ) 【a l ( o h ) ( h 2 0 ) 5 】計(jì)+ h 2 0 = 【a l ( o h ) 2 ( h 2 0 ) 4 】十+ h 3 0 十 k l ，2( 2 - 2 ) 【a i ( o h ) 2 ( h 2 0 ) 4 + + h 2 0 - - a i ( o h ) 3 ( h 2 0 ) 3 + h 3 0 + k t 3 ( 2 3 ) 當(dāng)溶液的p h 值繼續(xù)升高時(shí)，理論上鋁離子周圍締合的六個(gè)水分子可以逐步脫去質(zhì)子 最終全部脫質(zhì)子使水解反應(yīng)的單核產(chǎn)物帶三個(gè)負(fù)電荷。但是當(dāng)形成一個(gè)負(fù)電荷的時(shí)候水 解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型為四面體的鋁酸根陰離子，這時(shí)進(jìn)一步脫質(zhì)子的反應(yīng)停止。反應(yīng)式為： a i ( o h ) 3 + h 2 0 = a i ( o h ) 4 。+ h 3 0 十 k l ，4( 2 4 ) 式中k x v 為逐級水解常數(shù)，其數(shù)值列于表2 1 。由于水溶液中a 1 ( i i i ) 的化學(xué)形態(tài)復(fù)雜， 影響因素極多，多核a 1 o h 絡(luò)合態(tài)的生成過程尚不完全清楚，因此目前得到的各級水 解單核化合態(tài)的水解常數(shù)也沒有統(tǒng)一。表2 1 列出的是常用的數(shù)據(jù)。 表2 1a l ( ) 逐級水解常數(shù)3 6 i l o gk x ，y 4 9 5 5 1 5 6 7 6 0 7 鋁在水解反應(yīng)過程中生成的單體羥基鋁絡(luò)離子在溶液中強(qiáng)烈趨于聚合反應(yīng)生成二 聚體、初聚體及高聚體等多種羥基聚合形態(tài)。如水解單體【a l ( o h ) ( h 2 0 ) 5 】2 + 發(fā)生水解聚合 反應(yīng)生成二聚體，平衡反應(yīng)為： 2 a i ( o h ) ( h 2 0 ) s p = 【a 1 2 ( o h ) 2 ( h 2 0 ) g 4 + + 2 h 2 0( 2 - 5 ) 聚合反應(yīng)結(jié)果是在兩相鄰單體羥基鋁絡(luò)離子的羥基之間架橋形成一對具有共同邊 的二聚體【a 1 2 ( o h ) 2 ( h 2 0 ) 8 】4 + 離子八面體結(jié)構(gòu)，見圖2 3 。隨溶液p h 的升高或o h a i 增加， 鋁水解聚合反應(yīng)會延續(xù)而生成復(fù)雜多變的各種羥基聚合物。 鋁水解縮聚反應(yīng)及生成物組成取決于多種環(huán)境因素，其中最主要是溶液中鋁的濃度 及p h 值。一般認(rèn)為在低鋁濃度( a 1 3 + 8 時(shí)，鋁形態(tài)主要以鋁酸陰離子a i ( o h ) 4 。形式存在。而在 較高鋁濃度( a i 1 0 弓m o l l ) ) 及高堿化度溶液q b ( o h a i 2 0 ) ，鋁水解優(yōu)勢形態(tài)以聚合形態(tài) 為主【4 1 , 4 2 1 ，如a 1 2 ( o h ) 4 + 、a 1 2 ( o h ) 2 4 + 、a 1 3 ( o h ) 4 5 + 、a 1 6 ( o h ) 1 6 5 + 、a 1 7 ( o h ) 1 6 5 + 、a 1 8 ( o h ) 2 0 4 + 、 a i l o ( o h ) 2 2 4 + 、a 1 1 3 ( o h ) 3 2 7 + 等。在特定鋁濃度及o h a 1 時(shí)，鋁形態(tài)具有相對不同比例的 分布關(guān)系。 2488o p h 圖2 4 鋁單體的形態(tài)分布1 3 7 1 鋁的多核羥基聚合物實(shí)質(zhì)上是鋁鹽在溶液中溶解而溶液p h 值逐步提高時(shí)，不斷進(jìn) 行水解、絡(luò)合、聚合、膠溶、沉淀、晶化這一整個(gè)轉(zhuǎn)化過程的中間產(chǎn)物。在這個(gè)過程中， 水解脫質(zhì)子和羥基橋聯(lián)聚合兩類反應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行，反應(yīng)的進(jìn)程則由鋁溶液的總濃度和p h 值等條件來控制。水解反應(yīng)使得水解形態(tài)的電荷不斷降低，羥基逐漸增多，這就為進(jìn)一 步的聚合創(chuàng)造了條件；而聚合的結(jié)果又使得離子的電荷增大，靜電斥力又阻礙了進(jìn)一步 的聚合，因而有待于發(fā)生進(jìn)一步的水解，如此交替進(jìn)行，最終生成難溶的氫氧化鋁沉淀 9 u 8 6 4 2 o t o o q o o 式中，f 表示溶液中各離子的活度系數(shù)。 2 2 2 關(guān)于羥基聚十三鋁 羥基聚十三鋁是鋁水解過程中所形成的一種聚合體形態(tài)，通常簡稱伽1 3 0 1 3 形態(tài) 穩(wěn)定，電荷高，能夠在水溶液中保持其預(yù)制形態(tài)，被認(rèn)為是羥基聚合鋁絮凝劑中的優(yōu)勢 形態(tài)，其含量的高低可反映聚合氯化鋁產(chǎn)品的效能。隨著現(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展，研究人 員發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了a 1 1 3 具四面體結(jié)構(gòu)的形態(tài)。 a l l 3 的正四面體模型最早由j o h a n s s o n 對堿式氯化鋁的硫酸鹽晶體和硒酸鹽晶體進(jìn) x 衍射研究后提出【4 3 朋】，r a u s c h 和b a l e l 4 7 】通過小角度x 射線衍射s a x r 分析，發(fā)現(xiàn)將 o h a 1 ( b 值) 為1 5 2 2 5 的水解鋁溶液在7 0 加熱1h 后的聚合物旋轉(zhuǎn)半徑為4 3 埃， 其構(gòu)成為a 1 1 3 0 4 ( o h ) 2 4 ( h 2 0 ) 1 2 ”，進(jìn)一步證實(shí)了該結(jié)構(gòu)。隨后a k i t t 等人應(yīng)用核磁共振 n m r 對強(qiáng)制水解溶液中a i ( i i i ) j 斷t 大量的研究4 9 , 5 0 】，更確定了這種具有高度對稱性 的形態(tài)。 夏叼鷹啊瞪叼 衡儲姥 弓。9 _ 6 圖2 5a l l 3 的異構(gòu)體1 5 1 , 5 2 1 a l l 3 主要包括兩種結(jié)構(gòu)：一類是b a k e r - f i g g i s k e g g i n 結(jié)構(gòu)，它有五種異構(gòu)體【5 1 1 ，見圖 1 0 長安大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 5 。所有這些異構(gòu)體都有一個(gè)四配位的a 1 0 4 四面體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在2 7 a ln m r 譜圖中有 強(qiáng)的特征共振峰，這個(gè)特點(diǎn)被利用來鑒定四面體結(jié)構(gòu)形態(tài)的存在。外圍有1 2 個(gè)a 1 0 6 , 面 體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)因?yàn)樘珜挼墓舱穹宥鵁o法從n m r 圖譜有效識別。如圖2 6 所示a i l 3 外圍 四個(gè)面型三聚體a 1 3 ( o h ) 6 和中一t l , a 1 0 4 通過4 個(gè)u4 o 鍵合。其它異構(gòu)體則可理解為外圍的 八面體三聚體圍繞此p4 o 鍵旋轉(zhuǎn)而成。分子有1 2 個(gè)t 1 一h 2 0 ，根據(jù)與1 t4 o 鍵相對位置不 同u2 o h 鍵可以分為兩類，即頂角的o h 8 和其問的o h b ，分別在三聚體之間和內(nèi)部 起連接作用。a l l 3 在2 7 a 1n m r 譜圖中的共振峰在化學(xué)位移6 2 5p p m 處t 5 3 。5 5 1 。這些異構(gòu) 體中除了燦1 3 ，還有6 舢1 3 ，也得到分離和表型6 9 1 。四個(gè)三聚體中有一個(gè)比較特別， 它是圍繞u4 o 鍵旋轉(zhuǎn)6 0 0 而成，各邊以角角相連而不是原來的邊邊相連。這樣導(dǎo)致6 a l l 3 結(jié)構(gòu)有更多類別的o 鍵，如有三種r 1 h 2 0 ；兩種u4 o ，同時(shí)也減少了分子對稱性，在27 a l n m r 譜圖中的共振峰位置是8 = 6 4 5 p p m 處；而另一類是由共用邊的a 1 0 6 八面體組合的 立方烷形式，類似于水鎂；石m g ( o h ) 2 1 5 引。 t i - o h 2 圖2 68 - a l l 3 的分子結(jié)構(gòu)模型 由于該結(jié)構(gòu)中心沒有對稱性良好的四配位結(jié)構(gòu)因而難以被2 7 a in m r 檢出，通常通過 化學(xué)計(jì)量計(jì)算來檢測的。 關(guān)于a l l 3 的形成眾說紛紜，當(dāng)前可以分為兩大類。一類是需要以a i ( o h ) 4 為前驅(qū)物 的觀點(diǎn)。該前驅(qū)物是在鋁溶液中加堿，局部界面存在p h 梯度條件下形成，然后a i ( o h ) 4 + 與其他低聚體聚合生成a l l 3 形態(tài)，并認(rèn)為a l l 3 是鋁人工強(qiáng)制水解過程的產(chǎn)物。a k i t t 等5 3 ，5 刀 首先發(fā)現(xiàn)，a l l 3 聚合形態(tài)的生成需要有a i ( o h ) 4 - 離子作為前驅(qū)物，即溶液中必須存在四 配位的a i ( o h ) 4 - 離子。其后，許多研究者也相繼指 5 9 , 6 0 】，向溶液中加堿或滴堿過程中 產(chǎn)生局部不均勻的高p h 環(huán)境導(dǎo)致a i ( o h ) 4 的生成是a l l 3 聚合形態(tài)生成的先決條件。b a e s 通過l l c 途徑在 a l l 3 n _ 2 沉積， a l l 3 n 再轉(zhuǎn)化為幾乎無序的固相。 砧4 - 堿 三水鋁符 ( g i b b s i t e ) 個(gè) 型l 釋l i 綺；f 嘲柏 圖2 7a i l 3 生成的可能途徑i 靳i 這種a l l 3 形成機(jī)理得到了許多研究者的贊同，但也存在一些不能解釋的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 如作為前驅(qū)物的a i ( o h ) 4 - 如何在酸性環(huán)境下穩(wěn)定? v e m e u l e n 6 l 】等指出，在任何鋁鹽堿化 反應(yīng)過程中，普遍存在著溶液局部高濃度的羥基，因而可導(dǎo)致凝膠沉淀物和a i ( o h ) 4 - 的 生成。 另一類觀點(diǎn)則認(rèn)為a l l 3 的形成不需要此前驅(qū)物，而是由于熱力學(xué)作用的推動形成穩(wěn) 態(tài)的a l l 3 。這種觀點(diǎn)認(rèn)為任何多核聚合物都必須達(dá)到一定的過飽和度即“單核 墻( m o n o n u c l e a rw a l l ) t 6 2 1 才有可能產(chǎn)生。這種單核墻可以用離子活度商( i a q ) 【6 3 1 表示，即： i a q = h + 】3 a 1 3 + 】。當(dāng)i a q 值低于三水鋁石的平衡常數(shù)時(shí)，溶液相對于三水鋁石而處 于過飽和狀態(tài)，此時(shí)才有可能生成a l l 3 。h e m 等【6 3 】指出當(dāng)l o g ( i a q ) 低于1 0 0 時(shí)，才可以 生成a h 3 。另夕 - h e n r y 等【叫提出的活性三聚體模式認(rèn)為砧1 3 可以通過平面三聚體與單體或 者由平面三聚體與四聚體發(fā)生聚合反應(yīng)，通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)重排脫水而形成。 1 2 長安大學(xué)碩士學(xué)位論文 綜上所述，a i l 3 形成機(jī)理非常復(fù)雜，還有很多不明確的地方需要深入研究。 2 3 鋁鹽的混凝的機(jī)理 2 3 1 混凝的概念 混凝是水處理工藝中最前端的單元過程，主要是用以去除呈細(xì)小懸浮物及膠體形 態(tài)的污染物【2 1 。在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中，對凝聚和絮凝有不同的理解：一種是兩者可以通用； 另一種把凝聚( c o a g u l a t i o n ) 理解為膠體被壓縮雙電層而脫穩(wěn)的過程，而絮凝 ( f l o c c u l a t i o n ) 則被理解為膠體脫穩(wěn)后( 或由于高分子物質(zhì)的吸附架橋作用) 結(jié)成大顆 粒絮體的過程；還有一種將凝聚理解為膠體脫穩(wěn)和結(jié)成絮體的整個(gè)過程，而絮凝僅指結(jié) 成絮體這一階段。相對來說，第二種說法比較流行，并且人們把凝聚與絮凝合起來稱作 混凝。 2 3 2 強(qiáng)化混凝 隨著混凝理論的不斷發(fā)展，常規(guī)的混凝技術(shù)已不能很好的滿足人們對水質(zhì)安全的要 求。于是強(qiáng)化混凝( e n h a n c e dc o a g u l a t i o n ) 技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。強(qiáng)化混凝是指水處理中常規(guī)混 凝處理過程中，在保證濁度去除效果的前提下，通過提高混凝劑的投加量來實(shí)現(xiàn)提高有 機(jī)物去除率的工藝過程。近年來，針對強(qiáng)化混凝的研究力度空前加大，突出體現(xiàn)在：對 水中有機(jī)物的特性深入的認(rèn)識；對有機(jī)物的去除進(jìn)行了大量的研究，試圖建立一種有機(jī) 物的去除模式等等。 研究發(fā)現(xiàn)強(qiáng)化混凝的效率不僅受p h 、絮凝劑的種類以及投加量的影響，而且受水 體中有機(jī)物的性質(zhì)、水體溫度、水利條件等多種因素的影響。常規(guī)的強(qiáng)化混凝通常通過 增加混凝劑的投加量和調(diào)節(jié)p h 來提高水體中有機(jī)物的去除，從而達(dá)到降低t o c 的目 的【6 5 】。就有機(jī)物的去除來說很多研究表明混凝過程中的p h 比混凝劑投加量的影響更為 顯著，成為有機(jī)物去除的決定性因素。這主要是因?yàn)閜 h 影響了混凝劑水解形態(tài)的同時(shí) 也影響了水體中污染物形態(tài)的分布。從這個(gè)意義上來說p h 在一定程度上決定著混凝效 果的發(fā)揮【6 8 】。對于鋁混凝劑而言，最適于有機(jī)物去除的p h 值在5 5 6 5 之間。般而 言，盡管較低的p h 值有利于有機(jī)物的去除，但是在實(shí)際操作中，混凝劑的類型、投加 量、p h 值都必須同時(shí)考慮。 關(guān)于混凝劑類型對強(qiáng)化混凝影響的報(bào)道差別較大，有些報(bào)道認(rèn)為鐵鹽混凝劑對t o c 的去除效果要好于鋁鹽，有些則相反：但是總體而言，無機(jī)混凝劑的效果要好于有機(jī)合 1 3 第二章水滑石的結(jié)構(gòu)與制備和鋁鹽的混凝機(jī)理 劑。造成不同效果的主要可能原因之一在于水溫的影響作用，以及有機(jī)物的特殊 成與分布特征。另外，對于混凝劑形態(tài)組成的影響作用從物理、化學(xué)特征加以分 的工作仍然需要加強(qiáng)。 凝劑投加量的影響作用：強(qiáng)化混凝的最初想法就是較單獨(dú)除濁時(shí)投加更多的混凝 到降低t o c 的目的。但是有些報(bào)道指出，如果調(diào)整到最優(yōu)p h 值，強(qiáng)化混凝的 投加量可以接近常規(guī)混凝的投加 度的影響是復(fù)雜的，低溫對于常規(guī)混凝具有負(fù)面的影響作用【6 5 1 。有研究顯示，低 影響t o c 的去除，但是對于分子量小于1 0 0 0 的低分子量有機(jī)物和色度起負(fù)面影 化混凝也會帶來一些負(fù)面的效果。例如通過提高混凝劑的投加量導(dǎo)致混凝劑的消 耗量上升，使沉淀池的污泥含量升高；p h 值降低導(dǎo)致絮體形成受到一定的影響，沉后 水濁度升高腐蝕性增強(qiáng)，殘余鋁含量升高等等一系列問題。為了解決強(qiáng)化混凝帶來的負(fù) 面效應(yīng)，學(xué)者們提出了優(yōu)化混凝?，F(xiàn)實(shí)中的強(qiáng)化混凝已經(jīng)超出了原來的概念范疇，在實(shí) 際的水處理過程中常常將強(qiáng)化混凝與優(yōu)化混凝配合使用即就是“強(qiáng)化中的優(yōu)化，優(yōu)化中 的強(qiáng)化 。 2 3 3 混凝的機(jī)理 對鋁鹽混凝機(jī)理的研究可以追溯到上世紀(jì)2 0 年代m i l l e r 對a l ”陽離子混凝機(jī)理的 研究。后來學(xué)者如l a n g e l i e r 、m a c k r l e 等對無機(jī)鹽的混凝機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。而 s t u m m 、m o r g a n 、o ，m e l i a 6 7 1 等的研究最為突出，最終統(tǒng)一了鋁鹽的混凝機(jī)理。他們提 出了鋁鹽混凝過程的四個(gè)不同階段即無凝聚區(qū)、凝聚脫穩(wěn)區(qū)、再穩(wěn)區(qū)和絮凝區(qū)并提出四 種作用機(jī)理：1 ) 壓縮雙電層；2 ) 吸附電中和；3 ) 粘結(jié)架橋；4 ) 卷掃絮凝。各機(jī)理簡述如 下： ( 1 ) 壓縮雙電層。壓縮雙電層理論認(rèn)為膠體顆粒間的相互作用力主要是來自于范德華引 力和靜電斥力，通過勢能疊加原理可求出在不同間距下的綜合勢能，著重強(qiáng)調(diào)了凝聚物 理作用。當(dāng)水中含有與膠體電荷相反的電解質(zhì)后，膠體顆粒表面雙電層中的擴(kuò)散層因反 離子( 電荷與膠體電荷反號的離子) 作用而被壓縮，電位降低，靜電斥力減少，作用范圍 也減少。當(dāng)水中電解質(zhì)濃度增加并達(dá)一定濃度時(shí)，將有一部份動能較大的顆粒越過勢壘， 體系將發(fā)生緩慢的凝聚作用。如繼續(xù)增加電解質(zhì)濃度，導(dǎo)致相互間引力占優(yōu)勢，顆粒相 互靠近，體系將發(fā)生快速凝聚絮凝作用。因此，使膠體顆粒發(fā)生凝聚所需的最低電解質(zhì) 1 4 長安大學(xué)碩士學(xué)位論文 濃度稱為臨界凝聚濃度。d l v o 理論認(rèn)為導(dǎo)致凝聚作用的主要是這些高價(jià)金屬離子，如 a 1 3 + 、f e 3 + 壓縮雙電層作用結(jié)果，沒有考慮水中反離子水解形態(tài)的專屬化學(xué)吸附作用， 但在實(shí)際水處理所涉及的p h 范圍，舢”和f e ”含量只是微量的，主要是其生成的各種 水解形態(tài)，因此起主要凝聚脫穩(wěn)作用是鋁鹽在水中生成各種正電荷水解形態(tài)在膠體顆粒 表面的專屬吸附作用所致。 ( 2 ) 吸附一電中和。吸附一電中和理論認(rèn)為，膠體顆粒發(fā)生凝聚脫穩(wěn)作用，除了靜電作用 力外，最重要的是其專屬化學(xué)作用，如表面絡(luò)合、離子交換吸附、共價(jià)鍵合等等。絮凝 劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)，如某些官能基團(tuán)的存在，水解程度等都會影響吸附作用，繼而影響脫穩(wěn) 能力。m a t i j i e v e c 7 0 】等在使用某些金屬螯合劑凝聚膠體顆粒的研究中發(fā)現(xiàn)，類似的金屬 螯合劑( 如c o ( e n ) 3 ”和c r ( e n ) 3 3 + 具有同樣的有機(jī)基團(tuán)和電荷，但金屬配位中心卻不同) 顯 示出完全不同的脫穩(wěn)效能。金屬離子的水合作用越強(qiáng)，其吸附作用就越弱。因此分子量 較大但水合作用較弱的螯合劑，吸附能力越強(qiáng)。這同樣也適合于金屬鹽的水解，j a m e s 和h e a l y t 7 1 】指出，由于強(qiáng)烈的溶劑化作用，水合金屬離子或第一級水解單體離子的吸附 不會導(dǎo)致膠體電荷變號。而分子量相對較大但平均電荷相對較低的水解聚合形態(tài)具有較 弱的溶劑化作用，因而具有強(qiáng)烈的吸附作用且凈電荷量遠(yuǎn)高于單體離子，因而可使表面 電荷變號。同時(shí)聚合物的羥基基團(tuán)可在吸附膠粒與鄰近基團(tuán)間起到架橋配位體的作用。 吸附一電中和理論指出，在一定的化學(xué)及濃度范圍條件下，在膠體顆粒的凝聚脫穩(wěn)過程 中，膠體顆粒濃度與凝聚劑最佳劑量間存在著某種化學(xué)劑量關(guān)系。但在較低或較高膠粒 濃度下，膠體顆粒濃度與凝聚劑劑量間并不存在這種線性關(guān)系。另外，理論上最佳凝聚 劑量可以通過中和膠體顆粒電荷所需的反電荷量的測定加以計(jì)算。在實(shí)際應(yīng)用過程中， 通過電泳測量或膠體滴定技術(shù)可獲得測定膠體顆粒表面電荷與其最佳凝聚劑量的相關(guān) 關(guān)系。 吸附電中和理論著重強(qiáng)調(diào)了膠體微粒與混凝劑水解產(chǎn)物之間存在某種專屬化學(xué)作 用，即形成某種離子化合態(tài)吸附在膠體顆粒表面并中和其負(fù)電荷，使膠體顆粒脫穩(wěn)而隨 即發(fā)生絮凝作用。吸附電中和理論可以解釋物理理論所不能解釋的現(xiàn)象，并已廣泛用 于解釋各種水解金屬鹽凝聚劑對膠體顆粒產(chǎn)生的凝聚脫穩(wěn)作用。 ( 3 ) 吸附架橋。吸附架橋理論是在吸附電中和凝聚理論的基礎(chǔ)上，由l a m e r 等人【7 2 】提 出。主要用于解釋有機(jī)高分子聚合物對膠體顆粒產(chǎn)生的凝聚絮凝作用，尤其是陰離子型 高分子絮凝劑對負(fù)電性膠體顆粒產(chǎn)生的凝聚絮凝作用。該理論著重強(qiáng)調(diào)了同種電荷的高 1 5 而一個(gè)含 顆粒間的 ，從 合一定的前提條件：1 ) 同種電荷的膠體顆粒間的凝聚絮凝要求絮凝劑或顆粒至少有一方 的負(fù)電性較弱，且兩同號電荷的膠體顆粒接近時(shí)，其相互作用僅由電位相對較低的一方 起作用；2 ) 被凝聚膠體顆粒應(yīng)該是電中和脫穩(wěn)到一定程度，以便使膠體顆粒間彼此靠近 到有利于吸附架橋的距離；3 ) 聚合物的分子量越大，顆粒濃度越高，會顯著增加顆粒間 的碰撞數(shù)，則越有利于吸附架橋作用的進(jìn)行。吸附架橋理論還指出，只有在絮凝劑投加 適量時(shí)，即膠體顆粒只有表面部分被絮凝劑覆蓋時(shí)，才能在膠粒間產(chǎn)生有效的吸附架橋 作用并獲得最佳絮凝效果。 ( 4 ) 網(wǎng)捕卷掃。p a c k h a m 7 4 】提出了金屬凝聚劑的卷掃絮凝理論，認(rèn)為當(dāng)金屬鹽混凝劑，如 鋁鹽或鐵鹽的劑量超過其溶度積時(shí)，就會產(chǎn)生金屬氫氧化物沉淀。由于初生成的絮狀金 屬氫氧化物擁有很大的表面積且仍帶有一定的正電荷量，故其具有一定靜電粘附能力， 因此在沉淀物形成過程中膠體顆?？梢酝瑫r(shí)粘附卷掃在沉淀物中迅速沉淀被除去。但能 否產(chǎn)生快速卷掃沉淀作用主要取決于氫氧化物的過飽和度和絮狀沉淀的荷電狀況、溶液 p h 及陰離子。卷掃絮凝理論主要用于解釋發(fā)生在高投加劑量時(shí)或在高p h 值時(shí)的各種水 解金屬鹽沉淀絮體與膠體顆粒間產(chǎn)生的異相凝聚絮凝作用，它實(shí)際是凝聚脫穩(wěn)及絮凝沉 淀的綜合作用的結(jié)果。在對低濁、 i k 乇d o c 的水質(zhì)進(jìn)行凈化處理時(shí)，由于顆粒接觸碰幢的 機(jī)率較低，因此常通過高劑量的卷掃絮凝作用來增加絮體顆粒數(shù)，增強(qiáng)其絮凝動力學(xué)作 用。卷掃絮凝作用被廣泛用于低溫低濁水處理過程中。同時(shí)對于溶解態(tài)污染物，如腐植 酸或重金屬離子也可以被這些絮狀金屬氫氧化物吸附除去。某些陰離子，如磷酸根或氟 離子也可以與金屬凝聚劑發(fā)生共沉作用或吸附除去。 在實(shí)際混凝過程中，上述四種作用機(jī)理是有機(jī)聯(lián)系的，往往是上述幾種凝聚絮凝機(jī) 1 6 長安大學(xué)碩士學(xué)位論文 理綜合作用的結(jié)果，或者在特定水質(zhì)條件下以某種機(jī)理為主。因此，凝聚絮凝的效果及 其作用機(jī)理不僅取決于所使用絮凝劑的物化特性，而且與被處理污染物的性質(zhì)，水質(zhì)特 性，如濁度，堿度，p h 以及水中各種無機(jī)或有機(jī)雜質(zhì)等有關(guān)。 1 7 2 7 7 2 物種類較多： 酸鹽( 硫鎂釩 7 1 。鎂元素在 圖3 1 鋁、鎂元素在地殼中的含量 隨著對活性m g ( o h ) 2 的作用的認(rèn)識，人們利用它進(jìn)行脫色、去除重金屬、脫氮除 磷、廢水處理【1 4 舶1 等同時(shí)取得了良好的效果，因而得到了國內(nèi)外研究者們的重視。我國 鎂資源儲量十分豐富，居全球第一，占有全球鎂供應(yīng)量的8 4 ，消費(fèi)量的3 2 。這就為 鎂資源的進(jìn)一步利用提供了可靠的保障。 斑3 2 s o 2 1 s 0 | l o - 0 0 00 01：o o ：? 0 0 3- 0 0 4：o o s2 0 0 62 0 0 2 0 0 8 圖3 2 我國鎂消費(fèi)量的增長趨勢 2 3 1 1 8 孢輪船論。朋捌 長安人學(xué)碩士學(xué)位論文 北京大學(xué)晏明全在研究利用聚合氯化鋁去除黃河水中有機(jī)物時(shí)發(fā)現(xiàn)形成了羥基鎂 鋁復(fù)合沉淀物( m g , , a 1 y ( o h ) z n h 2 0 ) 。它與活性m g ( o h ) 2 具有類似結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，屬于無 定型、帶正電的沉淀物，具有良好的有機(jī)物去除效果。為了更好了利用這種復(fù)合沉淀物， 使其在軟化水體的同時(shí)并能獲得高效去除有機(jī)物的雙重效果就必須對其形成的影響因 子進(jìn)行研究。 羥基鎂鋁復(fù)合物的形成不僅與水體中m 9 2 + 的濃度、a l 系混凝劑的投加量有關(guān)，而 且與p h 、溫度、等多種因素相關(guān)。為了研究單個(gè)因素對其形成的影響并對這種因素進(jìn) 行一定的優(yōu)化，本章著重研究了各種混凝劑、水體中的其他離子、水體中m 9 2 + 的濃度、 投加工藝、溫度等幾個(gè)影響鎂鋁復(fù)合物形成的因子。 3 1 各種混凝劑對鎂鋁復(fù)合材料形成的影響研究 羥基鎂鋁復(fù)合物的形成量在一定程度上依賴于混凝劑的種類。本實(shí)驗(yàn)中以a 1 c 1 3 、 工業(yè)p a c 、a l i a 為鋁系混凝劑的三種不同堿化度的代表( 其b 值即堿化度，的順序?yàn)閍 1 c 1 3 工業(yè)p a c a i c l 3 f e c l 3 。 暑 越 慧 墨 褂 餐 稍 g 凹 = 營 越 譽(yù) 墨 圖3 3 不同混凝劑對羥基鎂鋁復(fù)合材料形成影響結(jié)果 b o u s b 瓠：、 辮， 羹 冀它“ ；毹。 滔、 蓬毒 害毫：、： 髓、。 末 囊、 蕊 l o 7 5 p h 日n a 0 h + f e c l3 口n a o h + a i c i3 口n a o h + a i l 3 口n a o h + 工業(yè)p a c 團(tuán)n a o h 圖3 4 不同混凝劑對n l g 去除率的效果 當(dāng)p h 在9 5 l o 7 5 時(shí)各種混凝劑對m 9 2 + 的去除差別比較顯著，特別是當(dāng)p h = 1 0 7 5 時(shí)，m g 的去除率依次a 1 1 3 ( 3 9 6 2 ) p a c l ( 3 7 0 9 ) a i c l 3 ( 3 4 0 2 ) f e c l 3 ( 2 0 8 9 ) 2 1 鈣如拈拍加坫加5 o l 9 8 7 6 5 4 3 2 l o o o o o o o o o o 第三章鎂鋁復(fù)合物形成的影響岡子研究 1 4 8 0 ) 。此時(shí)各種混凝劑與水體中的m 9 2 + 形成了羥基復(fù)合物的膠體顆粒并且生 量的m g ( o h ) 2 導(dǎo)致了水體中m 9 2 + 的濃度降低。 同聚合度的鋁鹽表現(xiàn)出不同的去除效果：聚合度越高，m g 的去除效果越明顯。 的效果明顯優(yōu)于其他混凝劑。表現(xiàn)出這種差異的主要原因是實(shí)驗(yàn)水體成分單一： 能夠在水中保持其預(yù)制形態(tài)，是羥基聚合鋁絮凝劑中的優(yōu)勢形態(tài)【1 , 2 4 - 2 6 】，投入水 立即吸附在顆粒物表面，并以其高正電荷和較大分子量在界面上發(fā)生電中和及粘 效應(yīng)，而其他兩種混凝劑則還需要水解生成一系列有效的中間產(chǎn)物后才能達(dá)到較 除效果。當(dāng)p h 增加到1 1 時(shí)，水體中大部分( 超過9 0 ) m g 被去除。這主要是因 為當(dāng)p h 達(dá)到1 1 時(shí)形成了大量的m g ( o h ) 2 而導(dǎo)致配水水體中m g 濃度急劇降低。 3 2 水體中其他離子對羥基鎂鋁復(fù)合物形成的影響 由于自來水中含有c a 2 + 、c 0 3 2 。、h c 0 3 。、s i 0 4 4 等各種離子，為了考察水體中其它 離子的存在對羥基鎂鋁復(fù)合物形成的影響，我們選取自來水( 中科院自來水一地表水與 北京大學(xué)自來水一地下水) 作為實(shí)驗(yàn)水體，并以配水水體( 以去離子水配制) 作為對比， 研究并篩選出水體中幾種代表性的離子對鎂鋁復(fù)合材料形成的影響。 3 2 1 實(shí)驗(yàn)材料 材料：自來水、2 4 m g l m g 配水、n a o h 、h c i 、n a h c 0 3 、a l l 3 、砧c 1 3 ； 儀器：j t y 型四聯(lián)混凝攪拌儀( 北京岱遠(yuǎn)測控技術(shù)開發(fā)中心，攪拌桿為7 c m ，攪拌槳槳 葉長x 寬為5 c m x3 5 c m ) 、加樣槍、p h 計(jì)( m p 2 2 0 ，m e t t l e rt o l e d o ，s w i s s ) 、x 射 線衍射儀( x r d x p e r tp r o ，荷蘭帕納科公司) 、電感耦合等離子體發(fā)射儀( i c p o e s ， o p t i m a 2 0 0 0 ，p e r k i ne l m e rc o u s a ) 3 2 2 實(shí)驗(yàn)方法與設(shè)計(jì) 試驗(yàn)前向5 0 0 m l 燒杯中注入4 0 0 m l 配水( m 9 2 + 濃度分別為4 8 、2 4 m g l ) 0 5 m l n a o h 調(diào)節(jié)各配水溶液的p h 值為l0 7 5 左右時(shí)記錄n a o h 用量，變化混凝劑的 投加量以a l 計(jì)0 0 2 m m o l l , 4 ) 16 m m o v l 不等。 實(shí)驗(yàn)過程：向5 0 0 m l 燒杯中注入4 0 0 m l 配水，待預(yù)攪拌結(jié)束后同時(shí)迅速加入以上記 錄定量的o 5 m n a o h + 鋁系混凝劑。調(diào)節(jié)溶液的p h 值為1 0 7 5 ，變換混凝劑的投加量， 在j t y 型四聯(lián)混凝攪拌儀中按以下程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 長安大學(xué)碩士學(xué)位論文 預(yù)攪3 。s ( 印n l _ 2 5 。轉(zhuǎn)m i n ，g 值為l 3 4 6 卜快攪2 m i n ( 印m _ 2 5 。轉(zhuǎn)m i n 一 慢攪8 m i n ( r p m = 5 0 轉(zhuǎn)m i n ，g 值為1 5 5 卜+ 沉淀3 0 m i n _ 取樣保存 測試p h 值一利用i c p o e s 測試m g 濃度 按照以上程序分別對各自來水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：中科院自來水；北大自來水。固定鋁 系混凝劑的投加量以a i 計(jì)為o 0 6 m m o l l ，用n a o h 與h c l 調(diào)節(jié)溶液的p h 為8 1 2 不 在筮 號手o 3 2 3 結(jié)果與分析 同上配制一系列的m g 標(biāo)準(zhǔn)溶液在i c p - o e s 測試水體中m g 殘余濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如 下： 3 面 e 趟 袋 醒 芝 o 馨 、_ ， 魁 蠖 獸 00 0 2 0 0 40 0 60 0 80 1 0 1 2 0 1 40 1 60 1 8 投加量( m m o l l ) 00 0 20 0 40 0 6 o 0 80 10 1 2o 1 4o 1 60 。1 8 投加量( n n o l l ) 圖3 5 配水中兩種混凝劑效果對比 加 m o 第三章鎂鋁復(fù)合物形成的影響因子研究 毫 邑 劃 避 = 2 5 2 0 謄。5 型 篙1 0 = 5 0 中科院自來水 88 599 51 01 0 51 11 1 51 21 2 5 p h 值 北大自來水 p h 值 圖3 6 自來水中兩種混凝劑的效果比對 從圖3 6 可以看出在對中科院自來水與北大自來水實(shí)驗(yàn)中m g 的去除效果差別不 大，這說明兩種水體，地表水與地下水對鎂鋁復(fù)合物形成的影響比較類似。在自來水中 明顯可以看出同樣條件下用a 1 c 1 3 去除鎂的效果要優(yōu)于a 1 1 3 ，這與配水中的現(xiàn)象完全相 反，見圖3 5 。為了進(jìn)一步研究形成這種差異的原因，我們又設(shè)計(jì)了配水中以下實(shí)驗(yàn)： a 組：m g ( 2 4 m g l ) 水+ 混凝劑+ c a 2 + 離子( 分別為2 0 、4 0 、8 0 ：m g l ) b 組：m g 水+ 混凝劑+ ca j 2 + 離子+ h c 0 3 ( 混凝劑投加量：o 0 6 m m o l l ，h c 0 3 的濃度為0 0 m m o l l ) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 2 4 坶惦m 屹m 8 6 4 2 o 長安大學(xué)碩士學(xué)位論文 蕃 囊 蘭 口n a 0 h 口n a 0 h + a 1 1 3 田n a 0 h + a i c i3 四n a 0 h b 2 04 08 0 c a 濃度( m g l ) 圖3 7 配水中離子對鎂鋁復(fù)合物形成的影響 從圖3 7 中可以看出水體中c a 2 + 離子的存在對m g 的去除影響不明顯；而當(dāng)c a 2 + 、 h c 0 3 同時(shí)存在時(shí)，這種影響就變得顯著起來。而且出現(xiàn)了舢1 3 對m g 的去除效果不如 a i c l 3 。這與自來水中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相一致，見圖3 6 。其主要原因有兩個(gè)方面：一是因?yàn)?當(dāng)水體中存在大量的c 0 3 2 與h c 0 3 時(shí)，就可形成一個(gè)緩沖體系，它能消耗大量的o h ， 從而相對降低了鎂鋁復(fù)合物形成的p h 值，因此也就致使如圖3 7 所示的現(xiàn)象：相同條 件下，不含h c 0 3 的配水水體中m g 的去除效果要優(yōu)于含有h c 0 3 的配水水體；二是由 于在此p h 條件下水體中的c a 2 + 與h c 0 3 形成了c a c 0 3 沉淀。c a c 0 3 沉淀是方解石晶體， 帶負(fù)電性 4 5 , 4 6 1 ，一方面鋁系混凝劑中的優(yōu)勢形態(tài)a l l 3 帶高正電荷，異性電荷相互吸引， 從而形了a l l 3 對碳酸鈣與鎂的競爭吸附，這就使得水體中m g 相對剩余；另一方面有研 究發(fā)現(xiàn)當(dāng)p h 在1 0 2 1 1 0 時(shí)，m g ( o h ) 2 也帶正電【9 】，同性電荷相互排斥，減少了m g 與 砧1 3 顆粒的碰撞機(jī)率，削弱了舢1 3 對m g 的去除效果。而對于混凝劑a i c l 3 來說，其沒 有a l l 3 那樣的高正電荷，在與鎂結(jié)合時(shí)的影響也就小于a l l 3 。因此也就表現(xiàn)出了在自來 水體中a i c l 3 去除m g 的效果要優(yōu)于舢1 3 。為了證明這一點(diǎn)，我們將自來水體中用兩種 混凝劑進(jìn)行混凝后的沉淀物富集后進(jìn)行冷凍干燥，在不破壞沉淀物結(jié)構(gòu)組成的情況下對 此沉淀物做x r d 定性分析。掃描范圍：1 0 8 0 0 ，其結(jié)果如圖3 8 所示。從圖3 8 的x r d 衍射圖譜可以看出自來水中利用兩種鋁系混凝劑混凝后所得物質(zhì)的曲線重合度相當(dāng)?shù)?高，這說明兩種混凝劑在混凝后其所形成的沉淀物是高度接近的。利用x r d 分析軟件 s e a r c h m a t c h 及“粉末衍射卡片( p d f 卡片) ”進(jìn)行物相分析搜索匹配得出各混凝劑混凝 后所得物質(zhì)如表3 2 。從表中可以看出在自來水水體中利用兩種不同的鋁系混凝劑都產(chǎn) 生了含量相當(dāng)高的c a c 0 3 。結(jié)合以上分析可知c a c 0 3 在一定程度上影響了鎂鋁復(fù)合物 齬 加 坫 加 5 0 第三章鎂鋁復(fù)合物形成的影響因子研究 的形成。因而，當(dāng)我們在利用鎂鋁復(fù)合物去除水體中的有機(jī)物以及有毒有害等污染物時(shí) 要特別注意c a 2 + 、c 0 3 2 。、h c 0 3 。、o h 等離子同時(shí)且大量存在的情況，這種情況不僅可 ol o3 0 s 06 0 t o0 0 2 e ( 。) 圖3 8 自來水中兩種混凝劑的x r d 分析 以消耗大量的o h 。，增加前處理的成本，而且減少了鎂鋁復(fù)合物的形成量，影響了鎂鋁 復(fù)合物應(yīng)有的效果。同時(shí)這種情況也說明了對鎂鋁復(fù)合物的形成最大影響離子就是 c a 2 + 、c 0 3 2 。、h c 0 3 緩沖體系離子及可形成c a c 0 3 的相關(guān)離子。 表3 2 兩種混凝劑在自來水中形成的主要物質(zhì) 3 3 水體中m 9 2 + 濃度及p h 對羥基鎂鋁復(fù)合物形成產(chǎn)生的影響 鎂鋁復(fù)合物的形成與反應(yīng)體系的p h 值、水體中的鎂，投加的鋁混凝劑的濃度都有 一定的關(guān)系。為了研究這種特定p h 值下由鎂濃度差異而導(dǎo)致鎂鋁比差異引起鎂鋁復(fù)合 o o o o o o o 枷 咖 哪 啪 啪 獅 lls嘴lu 長安大學(xué)碩士學(xué)位論文 物的形成，我們采用固定鋁系混凝劑的投加量，選擇性的選取反應(yīng)的p h 值，研究了水 體中不同p h 條件下鎂濃度對鎂鋁復(fù)合物形成的影響。 3 3 1 實(shí)驗(yàn)材料 材料：各種m g 濃度的配水實(shí)驗(yàn)水體、n a o h 、h c l 、a l l 3 、a 1 c 1 3 ： 儀器：j t y 型四聯(lián)混凝攪拌儀( 北京岱遠(yuǎn)測控技術(shù)開發(fā)中心) 、加樣槍、p h 計(jì)( m p 2 2 0 ， m e t t l e rt o l e d o ，s w i s s ) 、電感耦合等離子體發(fā)射儀( i c p o e s ，o p t i m a 2 0 0 0 ，p e r k i n e l m e rc o u s a ) 3 3 2 實(shí)驗(yàn)方法與設(shè)計(jì) 向5 0 0 m l 的燒杯中注入4 0 0 m l 的m 9 2 + 溶液( 去離子水+ m g c l 2 ) ，分別調(diào)節(jié)水體的p h 為9 8 、1 0 4 、1 0 7 5 ，記錄各個(gè)p h 值下的n a o h 用量。在各個(gè)p h 值下變化m 9 2 + 濃度 ( 8 、1 6 、2 4 、4 8 m g l ) ，鋁系混凝劑采用a l l 3 與a i c l 3 投加量以a l 計(jì)為0 0 6 m m o l l ，按 如下設(shè)計(jì)及進(jìn)行。其他實(shí)驗(yàn)條件及方法與上述條件及方法相同。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： 混凝劑 a i c l 3 、 + m g a l l 3 p h 9 8 ( 8 、1 6 、2 4 、4 8 m g l ) p i l l 0 4 ( 8 、1 6 、2 4 、4 8 m g l ) p i l l 0 。7 5 ( 8 、1 6 、2 4 、4 8 m g l ) 3 3 3 結(jié)果與分析 按照上述方法( 3 1 4 中所述) 配制一系列濃度梯度的m g 標(biāo)準(zhǔn)溶液，做出m g 的標(biāo)準(zhǔn) 曲線后測試殘余m g 的濃度，以不同條件下的p h 為橫坐標(biāo)，以水體中m g 的去除率為 橫坐標(biāo)做出不同p h 條件下不同m g 濃度對鎂鋁復(fù)合物形成的影響圖。其結(jié)果如下： n a 0 h + a 11 3 u ，o 口 口 。：、：! j l f 口 0 4 7 團(tuán) o 4 2 o ：1 5 o 3 2 7 。? j ) 2 o 2 2 霾 0 0 8 om 1 1 7 j l r 0 110 0 0 l 1 i 搦 j 、j 、i匿黼啷勵(lì)0 0 5 十+ 、l 2 7 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 8 7 6 5 4 3 2 l 0 o 0 o 0 o 0 0 o 格篷悄 圖3 1 0 各混凝劑在三種p h 下對m g 的去除率圖 2 8 長安大學(xué)碩士學(xué)位論文 由圖3 9 ，3 1 0 可以看出，水體中m g 濃度越小，其在相同p h 時(shí)m g 的去除率就越 大。而在不同混凝劑不同p h 下稍有些差別：例如在p h 為l o 4 、以a i c l 3 為混凝劑時(shí)， 水體含1 6 m g l m g 的去除率要稍高于其他濃度的去除率。而在同樣條件下各種混凝劑對 m g 的去除效果順序?yàn)椋篴 1 1 3 a 1 c 1 3 n a o h 。水體中m g 濃度對m g 去除率的影響與 p h 有密切的關(guān)系，p h 越高，m g 的去除率也越高。隨著水體中鎂濃度的不斷升高，低 p h 已滿足不了對水體中鎂的去除要求。以a 1 c 1 3 為例，高p h 值( 1 0 7 5 ) 下各種不同濃度 下m g 的去除比低p h 值( 9 8 ) 都大幅提高：當(dāng)水體中m g 濃度為8 m g l 時(shí)，高p h 去除 率( o 5 3 ) 較低p h 去除率( 0 0 8 ) 提高了6 6 倍，而隨