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摘要：工业废水排放量逐渐增大，排入环境中的重金属越来越多,水体污染越来越严重，如铬、铜、镍、汞、镉、铊等,极大地危害着生态环境和人体健康,因此多年来对重金属废水的治理一直是人们研究的热点。无机高分子絮凝剂的研究、开发和应用在最近十几年来受到了国内外水处理界的广泛重视，本论文主要研究可处理重金属的无机高分子材料聚合硫酸铝铁絮凝剂，对合成材料进行表征，讨论了水处理的性和材料制备的影响因素。主要以硫酸铝、硫酸铁原料，通过考察硫酸用量、硫酸浓度、反应时间、反应不温度等工艺条件的研究改善，制备各项因素显著功效的聚合硫酸铝铁。并对合成出的絮凝剂进行了红外、SEM、XRD等表征，判断反应过程物质结构的变化。将合成的絮凝剂应用于含有金属离子的废水中，观察絮凝剂的用量、PH值等因素。在本实验研究最优条件下，无机高分子材料聚合硫酸铝铁在重金属水处理中具有广阔的应用前景。
关键词：高分子，絮凝剂，硫酸铝，硫酸铁，重金属，水处理
自从上个世纪六十年代开始就讲进行了水处理剂无机高分子絮凝剂，且在传统的铁盐，铝盐等等的基础之上进行了创新。相比较于传统的絮凝剂，新型的絮凝剂成本低，可提高絮凝效率和适应性。相应地，低产量和低应用已成为一项迅速发展的科学技术。在无机高分子聚合硫酸铝铁相对较大的过程中，研究重金属离子的吸附和沉积物的处理水的过程体积较大，并且沉降速度比单聚合硫酸铝和聚合硫酸铁更快，因为与其他复合絮凝剂相比，聚合时，具有性能稳定和存储时间较长，对此而言，成为了一种应用比较广泛的絮凝剂[2]。我国目前已经对于国内外的无机高分子絮凝剂相关领域进行了研究，并且通过其研究取得了一定的进展，高分子相比较于低分子有更好的絮凝效果，已广泛用于城市污水，工业废水，水富营养化和供水处理。近年来，我国高分子絮凝剂的类型以及生产都在提高，且相关得规模也在进行增大。无机高分子絮凝剂的市场占有率已经达到80%。利用我国的基本国情利用现有的铝、铁盐资源，对其进行聚合，研制出具有良好絮凝效果的无机絮凝剂。在此过程中，我们逐渐掌握了一些独特的合成方法的特点，并且可以利用各种资源进行合成和生产。现有数十项专利。
1无机高分子絮凝剂的应用
现如今，人类的生活质量陷入困境，人们开始研究无机高分子絮凝剂，用于处理因人类生活的城市和生产的工业废水。污水中悬浮的固体通过吸附、电中和或类似的方法去除。无机高分子絮凝剂对于重金属离子的吸附有着很大的作用。絮凝能够做到80%至95%悬浮固体颗粒物以及65%至95%不溶物性物质的去除，也能够对于COD值进行减少。除此之外，还能够将大多数的病毒以及微生物能够排入到了污泥当中实施消毒，灭菌等等环节。对此而言，对于水进行絮凝的过程非常重要，并且在环境工作中起到了越来越大的作用。
1.1聚合硫酸铝铁
聚合硫酸铝铁（简称PAFS或PFAS）别称为聚硫酸铝以及复合硫酸铝。其主要由[Al(OH)nSO4]m[Fe2(OH)nSO4]构成。在传统聚合硫酸铝以及聚合硫酸铁之上进行研发出的无机高分子絮凝剂。是近年来各国研究的热点，铝盐和本发明的絮凝剂的铁盐的水净化效果是安全无害的，并且具有用量少，高去除速率和应用范围广的优点。在普通的水处理中，铁盐是比较昂贵的。处理以后水质变黄，而铝盐是容易产生铝残余物，对人体的造成一定的损害;位次，开展了铁铝复合絮凝剂的研究。聚合硫酸铝盐和聚合硫酸铁处理水的过程中具有很大的体积沉积物，但是析出速度比单组分快。由于聚合硫酸铝铁的特性是相对稳定的，并且存储时间相对较长，这已经成为一种应用广泛的铝铁絮凝剂。
铝离子和铁离子发生絮凝的原因是氯离子和铁离子在水中可以部分水解成正电荷。硫酸根阴离子的三价铝和铁的盐的光碱形式是容易水解和存在如在酸性范围内的正离子。它存在于在负离子的形式，这增加了聚合的铝和铁的盐的聚合度的碱性范围，而正电荷的增加，这加速了聚合物[24]的铝和铁离子的水解。
在处理过的水中加入铝盐和铁盐，在水中产生大量的阳离子聚合反应，可以显著降低酸性体形成水的浊度，并且因为它具有较大的分子量和桥结构形式，因此具有很强的能力吸附，带负电的强吸附水悬浮胶体颗粒，形成光和絮凝体[25]。
1.2聚合硫酸铝铁处理污水的优点：
（1）工业废水和城市生活污水
净化饮用水，净化效果是硫酸铝的3-15倍;它是氯化铁2-5倍。该产品具有快速絮凝速度，紧凑的絮状物，大容量，高活性，快速沉淀速度快，清晰的水质和净化水质符合国家饮用水标准。
对于浊度较高的生活废水，市政污水等，聚硫酸铁具有良好的浊度、COD等废水处理效果。
（1）农业生产的废水
人们需要使用大量的有机农药在从作物去除昆虫和草的过程中，和大量的农药会产生大量的磷。这是对环境有害。该多铝硫酸盐絮凝桥的作用允许其与其它有机絮凝剂协同作用以治疗含磷废水。
(3)其他方面
除上述以外，聚合硫酸铝铁在处理含油污水和垃圾滤液方面具有广阔的应用前景。本品可去除去水中微量元素，对于含有镉，铅，镉，铜，硫化物等等的物质进行净化处理，并且能够具有脱色的功效。除此之外，还能够进行供水净化工艺流程，能够对于工业用水，废弃水等等进行处理，且在造纸厂，印刷厂，钢铁厂，重金属厂等等厂房进行广泛的应用。能够做到脱色，消灭细菌重金属离子的消除，沉降率强化，BOD和显色性的是90％以上。
1.3重金属絮凝剂研究概述
重金属污染具有连续性，是对生态环境和人体健康非常有害。因此，絮凝是的水处理方法之一。大体来说，普通高分子絮凝剂不能有效的除去重金属离子，因此探索和开发高效的水处理剂，并且有絮凝和金属吸附效果，简化了传统的重金属废水处理，具备一定的应用价值。本文主要对无机高分子聚合硫酸铝铁絮凝剂进行了探索:(1)研究了对于无机高分子聚合硫酸铝铁絮凝剂的合成工艺当中的影响因素，并对其进行了优化设计。(2)对于废弃用水当中重金属离子的相关吸附工艺进行分析，并对于其重要的用途进行了探讨。废弃用水当中重金属离子的相关吸附工艺进行分析。讨论对金属离子浓度、pH值和金属离子的吸附效果和吸附性能，将其结构进行了研究。采用扫描、红外等表征手段，观察到聚合之前和之后的结构变化。金属离子的吸附量为聚合铝硫酸铁的合成研究，讨论了絮状物，金属离子浓度和反应温度对吸附量的影响，并确定了最佳条件。探讨吸附离子，阐明聚合硫酸铝铁对重金属离子吸附的机理。
2 结论
实际的工业废水，使环境的污染越来越严重。重金属废水(如镉，铅，汞，铬)是拥有最严重污染水环境的最大危害人类最常见的工业污染物之一。因此，为了保护人类生存环境的健康，我们正在寻求重金属废水的处理方法，并开发用于处理重金属废水更高效，实用，廉价的方法。目前处理水污染有很多方法，如吸附法、还原法、螯合沉淀法等等，但是高分子絮凝剂价廉的优点，在水处理领域的应用潜力日渐凸显。对于治理水污染，重金属离子吸附已经被高度重视，无机高分子絮凝剂也成了研发工作之一。
参考文献
[1]王岳能,刘庆旺,范振忠,孙傲,梁婷,仝其雷.阳离子型稀土-铝高分子杂聚絮凝剂的合成及其在废弃钻井液处理中的应用[J].石油化工,2020,49(05):484-489.
[2]陈腾飞,程芳,程晓亮,龙学莉,赵众从.天然高分子植物胶絮凝剂的合成及应用研究[J].油田化学,2019,36(04):610-614+635.
[3]杨开吉,姚春丽.高分子复合絮凝剂作用机理及在废水处理中应用的研究进展[J].中国造纸,2019,38(12):65-71.