聚氯化鋁鐵是一種新型的高效無機絮凝劑，它兼具有聚合氯化鋁(PAC)和氯化鐵(FeCl)二者的優良性能，且應用時的pH范圍寬。
聚氯化鋁鐵的特點
在無機絮凝劑當中，聚氯化鋁鐵是一種性能極佳的無機絮凝劑，作為一種新型的水處理劑，應用前途十分廣闊。聚氯化鋁鐵絮凝劑的特點是形成的礬花大，有較好的脫色能力，對濁度和色度的去除率也優于一般混凝劑，pH影響較小。鋁鹽混凝劑礬花松散易碎，沉降速度慢;鐵鹽絮凝劑的特點是形成的絮體密實，沉降速度快,凈水效果顯著，受水溫影響小，pH值應用范圍廣，價格便宜，對某些源水(如硬水)有較好的處理效果。
聚氯化鋁鐵絮凝機理
(1)壓縮雙電層理論,水處理中聚氯化鋁鐵水解提供多核羥基絡合物對水中的膠體物質發生絮凝作用。分子量較小的高價絡離子被水中的負電性膠粒和懸浮物吸引進入緊密層,起了壓縮膠粒的雙電層,降低屯電位。使膠粒迅速脫穩聚沉:
(2)吸附電中和理論，聚氯化鋁鐵在一定條件下水解，生成類似于雙親分子的絡離子和多核絡離子,這些離子進入液固界面，被電位離子牢固的吸附并中和屯電位，從而使膠體脫穩起吸附電中和的作用;
(3)吸附架橋理論，聚氯化鋁鐵在溶液中提供大量的高分子絡合物及高分子疏水性氫氧化物聚合體,通過羥基橋聯作用將高分子聚合體從不規則到規則的排列次序鍵聯在一起發揮吸附架橋作用;
(4)網捕卷掃理論,聚合氯化鋁鐵在鋁鐵水解共聚過程中形成鍵聯的基礎上,鍵合大量Al(Ⅲ)羥基絡合物的Fe(Ⅲ)羥基絡合物膠團相互聯接成環，形成網狀立體結構，通過吸附和卷掃網捕作用使水溶液中的溶質、膠體或懸浮物顆粒脫穩而產生絮狀物或絮狀沉淀物。以上四種理論在絮凝過程中交叉進行且保持協調一致
聚氯化鋁鐵的制備
將鋁礬土粉碎后,于馬弗爐中在800°C下焙燒3h研磨過120目篩。在常壓下,按一-定配比將100g鋁礬土和20%的工業鹽酸加入帶有回流冷凝管四口燒瓶中,在95°C下反應3h后,再加人適量鋁酸鈣粉,在95°C下繼續反應4h后，停止加熱,陳化24h得到深紅棕色液體即聚氯化鋁鐵。
影響聚氯化鋁鐵混凝效果的因素
以某焦化廠焦化廢水為例，東某焦化廠經Ａ/Ｏ生化處理后的沉淀池出水。水質指標為PH為6～7、COD350ｍｇ/Ｌ、色度850倍、離子濃度為42ｇ/Ｌ。取該廢水500ｍＬ于燒杯中，用鹽酸或氫氧化鈉溶液調節水樣的PH值，加入一定量的絮凝劑，以150ｒ/min快速攪拌2min，然后以80ｒ/min慢速攪拌8min，停止攪拌，靜止沉降15min，在液面下2～3ｃｍ處取適量上清液，通過重鉻酸鉀加熱回流法、稀釋倍數法和離子選擇電極法分別測定混凝后水體的COD、色度及F-。
焦化廢水經聚氯化鋁鐵絮凝處理后COD、色度和F-去除率％隨投加量和PH的變化見表1和表2所示，聚氯化鋁和聚氯化鋁鐵絮凝性能的比較見表3所示。
1、聚氯化鋁鐵在不同投加量下污染物的去除率
由表1可知隨著聚氯化鋁鐵投加量的增加，COD、色度和F-的去除率變化規律保持一致，但又各有其不同。
不同聚氯化鋁鐵用量下污染物的去除率
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投加量（mg.L-1）
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COD去除率，%
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色度去除率，%
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F- 去除率，%
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150
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28
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20
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33
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200
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30
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23
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42
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250
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33
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25
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45
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300
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38
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34
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48
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350
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45
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42
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50
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400
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55
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50
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55
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450
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55
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62
|
62
|
|
500
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55
|
60
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64
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COD隨著投加量的增大去除效率逐漸提高，當投加量為450ｍｇ/Ｌ時，去除率達到55％，之后隨投加量增加去除率基本不變；色度隨著投加量的增大去除效率逐漸提高，而當投加量為450ｍｇ/Ｌ時，去除率達到最大值，繼續增大投加量去除率反而有所降低；F-隨著投加量的增大去除效率逐漸升高，當投加量＞450ｍｇ/Ｌ后，去除率增加緩慢。綜合3種污染物的去除率可選最佳投加量范圍為450～500ｍｇ/Ｌ。分析其原因，焦化廢水中分散在水體中的膠體顆粒表面帶有一定的電荷，電荷之間的電斥作用是膠體穩定的主要因素。膠體表面的電荷值常用電動電位來表示，投加絮凝劑聚氯化鋁鐵后電動電位發生變化，絮凝劑投加量不足時，電位降較小，絮凝不充分；絮凝劑投加量過大時電位降到零或反電位廢水中膠粒被過多的絮凝劑所包圍，失去同其它膠粒結合的機會，出現再穩定狀態不易凝聚。因此投加量過大或過小都會使COD、色度和F-的去除率低，同時聚氯化鋁鐵絮凝劑本身都帶有深紅棕色，投加量過大時，鐵的顏色使溶液的色度增大，以致色度去除率下降。
2、聚氯化鋁鐵在投加量一定不同PH下污染物的去除率
由表2可知聚氯化鋁鐵在保持投加量為450ｍｇ/Ｌ不變，調節不同的PH的情況下焦化廢水的COD、色度和F-的去除率總體上先增大后減小。
表2 投加量為450mg/L 時不同PH 下的去除率
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PH
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COD 去除率，%
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色度去除率，%
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F-去除率%
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3
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5
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42
|
26
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4
|
14
|
46
|
38
|
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5
|
24
|
55
|
52
|
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6
|
45
|
64
|
60
|
|
7
|
58
|
46
|
60
|
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8
|
50
|
39
|
50
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|
9
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44
|
32
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41
|
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10
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36
|
18
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36
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PH由3到7，COD隨著PH的增大去除效率逐漸提高；PH由7到10，COD隨著PH的增大去除效率有所降低。PH由3到6，色度隨著PH的增大去除效率逐漸提高；PH由6到10，色度隨著PH的增大去除效率大幅下降。PH由3到6，F-隨著PH的增大去除效率快速提高；PH由6到7，F-去除效率維持不變；PH由7到10，F-隨著PH的增大去除效率逐漸下降。在酸性條件下，鋁在溶液中以六配位水合鋁離子Ａｌ（ＯＨ）3－6形式存在，而鐵又不易發生水解，絮凝效果差，礬花細碎甚至無礬花生成，沉降速度慢且有時無法分層；在中性或略堿性條件下，鋁和鐵發生水解生成的多核多羥基絡合物以電性中和、吸附架橋以及卷掃網捕作用，使分散的膠體顆粒聚集成大而密實的礬花，沉降快，色度、COD及F-去除效果好。綜合分析3種污染物的去除率得出，在投加量一定時PH控制在中性范圍絮凝效果最好。
表3 在投加量為450mg/L時 聚氯化鋁鐵和聚氯化鋁絮凝性能的比較
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絮凝劑
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COD 去除率，%
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色度去除率，%
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F-去除率%
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聚氯化鋁鐵
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55
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62
|
62
|
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聚氯化鋁
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40
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21
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37
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3、聚氯化鋁鐵和聚氯化鋁絮凝性能的比較
聚氯化鋁是一種鋁鹽無機高分子凈水劑。通過對聚氯化鋁鐵和聚氯化鋁處理焦化廢水時絮凝性能比較，由表3可知投加量450ｍｇ/Ｌ時，聚氯化鋁鐵去除COD、色度和F-的去除率明顯優于聚氯化鋁。分析其原因，雖然兩者的作用機理都為吸附電中和、壓縮雙電層、吸附架橋和卷掃網捕，但由于聚氯化鋁鐵兼具鋁鹽和鐵鹽的絮凝特性使得絮凝過程加快，絮體增大，盡管聚氯化鋁鐵顏色較深但仍能有效的去除COD、色度和F-。
（1）聚氯化鋁鐵處理焦化廢水，在投加量為450～500ｍｇ/Ｌ時，COD、色度和F-的去除效果最好。
（2）在投加量一定時，聚氯化鋁鐵處理焦化廢水的PH控制在中性范圍絮凝效果最好。
（3）聚氯化鋁鐵和聚氯化鋁分別處理同一焦化廢水，得出聚氯化鋁鐵的絮凝性能明顯優于聚氯化鋁。
