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化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 S1 期水处理工艺中铝盐水解物的毒性、形态及控制研究进展王敏，毛玉红，陈超，白丹（兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070）摘要：铝盐混凝剂因其形成絮体大而密实，具有较好的除浊脱色性能，在混凝领域广泛应用，但却存在处理水铝残留问题。
本文为更好地促进铝盐混凝剂在水处理领域的应用，详细介绍了铝盐水解物对人体的毒性效应、对输配水管网系统和饮用水深度处理工艺的影响。
总结了残留铝生成机理和形态分析方法，阐述了优势形态Al 13和Al 30的水解过程以及其发挥优势混凝作用的原因。
分析了原水水质条件、化学条件、水力条件和前期预处理对残留铝含量的影响。
最后，点明了未来控制残留铝的策略和技术。
指出未来应结合人工智能复配合成纳米级新型混凝剂，关注混凝过程中水力条件对残留铝的影响，并开发能够精准测量分析水中各类铝形态的方法，不断创新强化净水工艺，进一步完善残留铝控制措施，保障出水水质安全。
关键词：铝盐混凝剂；残留铝；毒性效应；铝形态；控制策略中图分类号：X523 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）S1-0479-10Progress on the toxicity, morphology and control of aluminum salthydrolysates in water treatment processWANG Min ，MAO Yuhong ，CHEN Chao ，BAI Dan(Environmental and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Gansu, China)Abstract: Aluminum coagulant is widely used in the field of coagulation because of its large and dense flocs, good turbidity and decolorization performance. However, there is a problem of residual aluminum in water treatment. In order to better promote the application of aluminum salt coagulant in the field of water treatment, the toxic effects of aluminum salt hydrolysate on human body, and the influence on water distribution network system and advanced drinking water treatment process were introduced in detail. The formation mechanism and the morphology analysis methods of residual aluminum were summarized. The hydrolysis process of the dominant species belonged to Al 13 and Al 30, and the reasons for taking the role advantage in the coagulation were expounded. The effects of raw water quality conditions, chemical conditions, hydraulic conditions and pre-treatment on residual aluminum concentration were analyzed. Finally, the strategies and technologies for controlling residual aluminum in the future were pointed out. It was pointed out that nano-scale new coagulants should be synthesized in combination with artificial intelligence in the future. The influence of hydraulic conditions on residual aluminum during the coagulation process should be paid more attention. It should develop and make an accurate measurement and analysis methods which aimed at various forms of aluminum in water, innovate continuously and综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1056收稿日期：2023-06-27；修改稿日期：2023-10-26。
腐殖酸-铝盐共聚络合特性与混凝机理研究1金鹏康，王晓昌西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西安 (710055)E-mail：pkjin@摘要：通过荧光检测和光学在线监测技术，分析探讨了腐殖酸与铝盐的混凝特性。
实验结果表明，在弱酸性和中性条件下腐殖酸与铝盐的混凝特性有着明显的差异。
在弱酸性条件下，铝离子与腐殖酸之间的共聚络合反应占绝对优势，而且水中残余铝离子浓度一直与铝离子总投量成线性关系。
然而在pH=7的条件下，铝离子的水解反应明显占优势，直到铝离子投量超过0.1mM之后才发生与腐殖酸的结合，属于氢氧化铝沉淀物对腐殖酸分子的吸附和网扫絮凝。
关键词：腐殖酸，光学在线监测，荧光检测，共聚络合中图分类号：X703.51.引言近年来，由于水中天然有机污染负荷增加而带来的色度、嗅以及由于氯消毒而产生的THMs等饮用水安全问题，越来越得到人们的重视，因此如何从水中去除这些物质是水的深度处理的主要课题。
采用强化混凝方法去除水中天然有机物以达到控制消毒副产物的目的，是美国环境保护署（USEPA）对各种处理工艺比较后提出的最佳处理技术（BAT）之一[1]。
但是传统混凝处理的目的主要是去除以粘土类为代表的水中悬浮物，而腐殖酸类天然有机物的混凝，研究工作基本上是从20世纪80年代开始的，且主要集中在腐殖酸混凝的最佳化学条件的控制和对混凝机理的合理解释方面，还是在传统混凝理论的范畴内讨论腐殖酸与金属盐之间的凝聚过程，忽视了腐殖酸分子与无机悬浊颗粒本质上的差别。
本文考虑到腐殖酸在水体中与无机悬浊颗粒的差异，将腐殖酸与铝盐作为两种反应物来对待，在弱酸性和中性条件下(5.0和7.0)探讨了腐殖酸与铝盐混凝特性，并通过光散射颗粒分析仪（PDA）对腐殖酸与铝盐的混凝过程进行了监测，揭示了腐殖酸与铝盐的混凝机理。
2.实验与分析方法2.1原水配制原水用水从西安附近湖泊底泥中提取出来的腐殖酸配制。
将底泥通过0.1N的NaOH溶液溶解24h，取上清液于HCl溶液（调节pH <1）中沉淀，所得沉淀物即为腐殖酸[2]。
水处理絮凝剂研究与应用进展从世界范围来看，水资源与水环境中出现的矛盾越来越突出。
中国人口基数大，水资源缺乏，人均占有水量只有2630m3，为世界人均水量的1/4。
近年来，我国经济高速发展，需水量迅猛增加。
为保证水资源的可持续利用，解决水环境污染问题，国内外在水处理方面做了大量工作，开发多种水处理工艺，如絮凝沉淀法、生化法、离子交换法、吸附法、化学氧化法、电渗析法和污水生态处理技术等。
目前，絮凝沉淀法应用广泛，在废水一级处理中占有重要地位。
郑州益源天泽环境科技有限公司成功研制的高效絮凝剂，絮凝剂可固体投加，使用方便，絮凝时间短，出水水质好，是废水处理的首选产品。
一、化学絮凝剂及其在水处理中的应用1、无机高分子絮凝剂早在1960年，无机高分子絮凝剂就发展成为一种新型聚剂。
近年来，它的生产和应用在全世界发展迅速都取得。
由于这类化合物与传统无机絮凝剂（如硫酸铝、氯化铁等）相比具有多方面的特色，被称为第二代无机絮凝剂。
目前，无机高分子絮凝剂由一般的无机铝盐和铁盐向高分子聚合铝和聚合铁盐方向发展，聚合铝（铁）的主要形态向高电荷多核络合物方向发展，聚合铝（铁）的共存阴离子从低价向高价方向发展。
郑州益源天泽环境科技有限公司复合型无机高分子絮凝剂的发展势头更是看好。
由于无机高分子絮凝剂絮凝效能优异，现已成功应用在给水、工业废水以及城市污水的各种处理流程（包括前处理、中间处理和深度处理）中，逐步成为主流絮凝剂。
一般型无机高分子絮凝剂主要以聚合铝盐、聚合铁盐为主。
如聚合氯化铝（PAC），又名多羟基聚合氯化铝、碱式氯化铝，作为一种高分子无机絮凝剂于20世纪60年代在日本首先进入使用阶段，其化学分子式为[Al2（OH）n Cl6-n]m（m<10，n=1~5）。
它是以盐酸、氢氧化铝为原料，经合成、过滤、浓缩、干燥制取固体产品；或者以铝灰、铝屑为原料，加盐酸反应，聚合、沉降得液体产品，再浓缩成固体产品，是目前使用最广泛的一种无机絮凝剂。
铝盐絮凝剂的研究及进展作者：李珍苏少龙来源：《城市建设理论研究》2013年第21期摘要：铝盐絮凝剂是应用最为广泛的无机盐类絮凝剂，本文论述了铝盐絮凝剂在水处理中的发展及其应用，并提出了铝盐絮凝剂的发展前景。
关键词：铝盐絮凝剂；应用；研究进展中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：0 引言当前，絮凝沉降法是最重要的水处理方法之一。
铝盐絮凝剂在污水处理中一直发挥着极其重要的作用，是目前应用最为广泛的的无机盐类絮凝剂。
铝盐絮凝剂的发展经历了由低分子到高分子、由单一型向复合型转化的过程。
本文主要介绍了铝盐絮凝剂的进展及其前景。
1 低分子无机铝盐低分子无机铝盐主要有硫酸铝和氯化铝，絮凝形态学把铝化合物在溶液中水解聚合的形态分为3类：①Ala，包括快速络合的自由离子、单体及初聚物；②Alb，包括慢速络合的低聚和中等聚合物；③Alc，包括长时间难以络合的高聚物及溶胶。
其中Alb部分絮凝能力最强，而又尤以Al13O4(OH)247+为最优，它是起絮凝作用的主要活性物质。
低分子铝盐的主要作用形态是初聚物、低聚物和凝胶沉淀物，它们的作用机理是：(1)电性中和和吸附架桥；(2)凝胶絮团粘结卷扫。
低分子铝盐要达到絮凝要求所需要的用量较大，所以使用成本较高，且絮凝效果差。
2 高分子铝盐絮凝剂20世纪30年代，美国、德国、前苏联、日本等国就陆续有化学家研究聚铝，了解它们的组成和特性，发现其有更高的絮凝能力。
到了60年代，日本的前田稔提出了几种聚铝的工业制造流程，肯定了聚铝的絮凝能力高于硫酸铝。
此后聚铝在日本水处理技术中迅速发展起来。
聚铝是一种高效的无机高分子，一般是指A13+盐到Al(OH)3之间的一系列准稳态物质，即二铝到十三铝的羟基络合物，其中Al3+与Al3＋可能出现共享羟基络合物或共享氧基配位的结构特征。
在凝聚-絮凝过程中，其主要作用机理是对水体颗粒物的电中和与吸附架桥两种作用。
随着分子量的增加，吸附架桥作用被增强。
2 絮凝机理的研究2.1 无机高分子絮凝剂絮凝机理研究进展水处理中，絮凝过程主要是将水体中纳米级、微米级的胶体杂质颗粒，在絮凝剂的作用下，经过凝聚—絮凝反应而形成大颗粒絮体，最后经沉淀、过滤等工艺将其去除。
自20世纪五十年代以来，人们对絮凝作用机理及工艺过程进行了大量深入研究，先后提出了许多理论及计算模型、模式。
总体来说，对絮凝剂作用机理的研究大致经历了三个阶段[40-41]，20世纪六十年代以前，有关絮凝的理论主要是以物理理论为理论基础，继早期Schuldz-Hardy规则以后，Derjaguin、Landau、Verwey、Overbeck根据经典胶体化学理论的Gwoy-Chapman双电层模型而建立的DLVO凝聚物理理论，以及由Smoluchowski提出并由Camp和Stein加以实用化的絮凝速度梯度理论[42]，这时的絮凝机理主要强调了压缩颗粒双电层的扩散层，降低或消除势能能垒的絮凝作用机理以及层流速度梯度决定着颗粒间的碰撞絮凝作用，成功地解释了胶体稳定性及其絮凝作用，其计算公式一直作为混凝反应器设计的主要理论依据而延续至今。
DLVO理论的缺点在于忽视了水中异号离子水解形态的专属化学吸附作用，认为导致絮凝作用的主要是高价金属离子，如Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)离子压缩双电层作用的结果[43]。
20世纪六十年代后，随着科技的发展进步，传统的絮凝理论已不能全面解释实际过程中出现的问题，研究絮凝的微观物理化学作用机理并强调微观物理化学过程的理论得到迅速发展。
这一时期相继提出了电中和/吸附凝聚，吸附架桥理论以及微涡旋混凝动力学理论，强调了凝聚絮凝过程中的化学作用以及水流紊流微涡旋对絮凝颗粒碰撞结合的贡献。
20世纪八十年代以后，高分子絮凝剂及理论的研究得到了很大的发展。
随着界面电位计算体系和表面络合模式的发展，人们开始把表面络合、表面沉淀概念和定量计算方法引入絮凝机理研究之中，试图建立定量计算模式[44-45]。
不同类型絮凝剂絮凝效果及其对混凝土性能影响研究发布时间：2023-02-03T01:49:05.770Z 来源：《城镇建设》2022年8月16期作者：牛晓林[导读] 常规的混凝剂主要是铝盐和铁盐牛晓林新疆恒泰晋昇新型建材有限公司新疆昌吉市 831100 摘要：常规的混凝剂主要是铝盐和铁盐，在污水处理中起着重要的电中和的作用，同时也存在很多的不足，例如用量大、絮体较小、腐蚀装置等，还易引起污泥脱水难、产生的污泥量大等问题。
有机絮凝剂分为合成有机高分子絮凝剂和天然有机高分子絮凝剂，例如聚丙烯酰胺（PAM）类絮凝剂和改性淀粉絮凝剂，其中以PAM类应用最为广泛。
相比之下，有机类的絮凝剂由于其相对分子质量较高和分子链较长的特点，虽然具有用量少、产生絮体紧密等优势，但在处理成分复杂、浊度高、电荷密度大等特种工业污水时，絮凝效果欠佳，很难达到处理目标要求。
关键词：机制砂；絮凝剂；聚丙烯酰胺；减水剂引言在钻井施工、地铁隧道盾构施工及地下连续墙施工中常排放出大量高含水率工程盾构泥浆。
盾构泥浆具有含水率高、稳定性强和渗透性低等特点，使用传统的泥浆池循环法难以快速处理大量泥浆，且泥浆的堆积会造成施工面积减少，施工成本与施工难度增加。
使用絮凝剂加速盾构泥浆沉积是目前最常用的泥浆处理方法，国内外学者已经对絮凝机理开展了许多试验研究。
比较了无机、有机絮凝剂的絮凝效果与絮凝机理的差异；比较了多种絮凝剂的絮凝效果并给出了一套适用于泥浆絮凝的复合絮凝剂配方；通过聚丙烯酰胺絮凝试验，分析了不同分子量、水解度与浓度的聚丙烯酰胺作用机理的差异。
由于絮凝处理后泥浆的含水率仍然较高，所以需要对絮凝泥浆进一步脱水，真空预压法经过数十年的改进与完善，已经成为一种常用的泥浆处理方法。
1试验部分1.1原材料试验采用天伟牌P·O42.5R水泥。
试验用机制砂性能指标见表2。
聚羧酸减水剂：含固量50%，新疆恒泰晋昇新型建材有限公司生产。
聚丙烯酰胺（PAM）絮凝剂：阴离子型絮凝剂分子量为500万、1200万和2000万；非离子型絮凝剂分子量为2000万，阳离子型絮凝剂分子量为1000万和2000万。
