无机絮凝剂作为水处理领域的核心材料,其发展经历了从低分子到高分子、单一组分到复合体系的升级过程。聚合氯化铝(PAC)因其稳定的电荷中和能力与成熟的工艺技术,长期占据市场主导地位。然而,传统PAC在低温低浊水质中的效能局限性,促使研究人员开发了聚合氯化铝铁(PAFC)。这种二元共聚物结合了铝盐的絮凝优势和铁盐的快速沉降特性,但残留铁离子腐蚀性和色度问题仍待解决。
在三氯化铝与三氯化铁共聚体系中引入硫酸根,可形成具有三维网络结构的聚合硫酸氯化铝铁絮凝剂。其制备关键在于:
1) 硫酸铝与三氯化铝按3:1~12:1摩尔比预混,形成铝基骨架;
2) 碳酸钠作为碱化剂控制总碱基度,当Al/Fe=1:1~20:1时碱基度10%~45%,Al/Fe=1:1~1:20时降至1%~10%;
3) 三氯化铁溶液在40~80℃下完成络合反应,SO42-的桥联作用显著提升分子链的伸展性。
实验室数据表明,当硫酸铝:三氯化铝=7.5:1(摩尔比)、Al/Fe=5:1、碱基度30%时,浊度去除率达98.7%。与传统PAFC生产厂家产品相比,PAFSC具有三重优势:
• 硫酸根增强胶体电中和能力,矾花密度提高20%~35%;
• 铁铝协同作用拓宽pH适用范围(5.0~9.5);
• 污泥体积缩减40%,显著降低后续处理成本。
实施规模化生产需注意:
1) 原料溶液浓度梯度控制(硫酸铝15%~23%、三氯化铁5%~40%);
2) 采用分段升温策略,避免局部过反应;
3) 通过管道反应器工厂实现连续化生产,反应釜容积建议500~3000L。
对比传统批次工艺,连续法可提升产物聚合度15%~20%,批次稳定性提高3个标准差。
每吨PAFSC可处理10万立方米中浊度废水,较同类絮凝剂生产厂家产品节省药剂用量12%~18%。其污泥中铁含量达8%~12%,具备资源化利用潜力:
• 经焙烧可转化为铁铝氧化物催化剂载体;
• 与磷肥复合制备土壤改良剂;
• 建材行业用作轻质骨料添加剂。
公司自有中试车间位于安徽池州和铜陵,拥有3000L、2000L、1000L、500L多功能反应釜多套。配备自行研发的管道反应器系统,以及冷冻、板框、离心机、烘干等后处理设备,可满足百公斤至数十吨级生产需求。专注超低温、高温、高压、硝化、氧化及连续精馏等特殊反应工艺,诚邀江浙沪企业合作开发新型水处理药剂或委托加工生产。技术团队可提供微通道工艺研发支持,欢迎行业人才共同推进絮凝剂技术革新。