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摘要： 本文聚焦于利用福建瓷器制造過程中產(chǎn)生的廢水作為原料制備聚合氯化鋁（PAC），并深入探討其在重金屬離子去除方面的應(yīng)用。詳細(xì)闡述了從瓷器廢水中提取有效成分合成PAC的工藝過程，通過實驗研究了該PAC對多種常見重金屬離子的吸附性能、影響因素以及作用機制。結(jié)果表明，以福建瓷器制造廢水為原料制備的PAC對重金屬離子具有良好的去除效果，為廢棄物的資源化利用和水污染治理提供了新的思路與方法。

關(guān)鍵詞：福建瓷器制造廢水；聚合氯化鋁；重金屬離子去除；資源化利用

一、引言

陶瓷產(chǎn)業(yè)作為福建省的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一，在其生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水。這些廢水中含有一定量的鋁元素及其他雜質(zhì)，若直接排放不僅會造成環(huán)境污染，還會浪費寶貴的資源。而聚合氯化鋁作為一種廣泛應(yīng)用的水凈化劑，具有良好的絮凝沉淀性能，常用于去除水中的懸浮物、膠體物質(zhì)以及部分重金屬離子等污染物。因此，探索以福建瓷器制造廢水為原料制備PAC并將其應(yīng)用于重金屬離子去除領(lǐng)域，具有重要的環(huán)境意義和經(jīng)濟(jì)價值。它既能實現(xiàn)廢棄物的資源回收利用，又能有效降低污水處理成本，同時有助于減輕傳統(tǒng)化工原料生產(chǎn)帶來的環(huán)境壓力。

二、實驗材料與方法

（一）實驗材料

采集自福建某瓷器生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)廢水作為制備PAC的主要原料。其中包含了黏土顆粒、釉料殘留物、酸性洗滌劑等多種成分，經(jīng)過預(yù)處理后提取其中的鋁源用于后續(xù)合成反應(yīng)。同時，選取含銅（Cu2?）、鉛（Pb2?）、鎘（Cd2?）、鉻（Cr3?）等典型重金屬離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液模擬實際受污染水體進(jìn)行吸附實驗。所使用的化學(xué)試劑均為分析純，實驗用水為去離子水。

（二）制備方法

首先對采集到的瓷器制造廢水進(jìn)行過濾，去除大顆粒雜質(zhì)，然后加入適量的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至中性附近，使鋁離子充分溶解出來。接著采用加熱濃縮的方式提高溶液中鋁的含量，再加入一定量的鹽酸進(jìn)行酸化處理，促使氯化鋁水解形成聚合態(tài)結(jié)構(gòu)。通過控制反應(yīng)溫度、時間和攪拌速度等條件優(yōu)化產(chǎn)品的質(zhì)量和性能指標(biāo)。最終得到的產(chǎn)品經(jīng)過干燥、粉碎等工序后即可得到以福建瓷器制造廢水為原料制備的PAC樣品。

（三）吸附實驗設(shè)計

設(shè)置一系列不同初始濃度、不同pH值、不同吸附時間的單因素實驗組，分別考察各因素對PAC去除重金屬離子效果的影響規(guī)律。采用原子吸收分光光度計測定吸附前后溶液中重金屬離子的濃度變化，計算去除率來評價PAC的吸附效能。此外，還運用掃描電子顯微鏡（SEM）、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）等表征手段分析PAC的表面形貌和化學(xué)組成，推測其吸附機制。

三、結(jié)果與討論

（一）制備條件對PAC性能的影響

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)反應(yīng)溫度控制在60℃左右時，所得PAC產(chǎn)品的絮凝效果較好且穩(wěn)定性較高；隨著酸化程度的增加，即鹽酸用量適當(dāng)增大，有利于形成更多高電荷密度的多核羥基配合物，從而提高了對重金屬離子的吸附能力；而在一定的攪拌速度范圍內(nèi)，較快的攪拌速率可以使反應(yīng)更加充分均勻，但過快則可能導(dǎo)致已形成的微小絮體破碎，影響產(chǎn)品質(zhì)量。綜合各項指標(biāo)確定最佳制備工藝參數(shù)組合，在此條件下制得的PAC對重金屬離子表現(xiàn)出優(yōu)異的去除性能。

（二）PAC對不同重金屬離子的去除效果及規(guī)律

對于Cu2?而言，在較低初始濃度下就能達(dá)到較高的去除率，隨著濃度升高去除率略有下降但仍保持在較高水平；Pb2?由于其較大的離子半徑和較強的親水性，相對容易被PAC吸附去除；Cd2?的去除過程受pH值影響較為顯著，在弱堿性條件下去除效果更好；Cr3?則在一定范圍內(nèi)隨吸附時間延長去除率逐漸增加直至趨于平衡?？傮w來看，該PAC對所選幾種常見重金屬離子均有較好的捕集作用，尤其適用于處理多種金屬共存的復(fù)合污染體系。

（三）吸附機理分析

通過對PAC樣品的結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn)，其表面存在豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和活性位點，這為重金屬離子提供了充足的附著場所。X射線衍射分析表明PAC中含有Al(OH)?、AlO(OH)等晶相成分，這些物質(zhì)可通過表面絡(luò)合作用與重金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的螯合物。同時，電鏡照片顯示PAC顆粒呈不規(guī)則形狀且大小不一，這種獨特的微觀形態(tài)有利于增加比表面積進(jìn)而增強吸附能力。此外，溶液中的Cl?也可能參與競爭吸附過程，在一定程度上影響了整體的吸附效果。

四、結(jié)論

本研究表明，以福建瓷器制造廢水為原料成功制備出了具有良好性能的聚合氯化鋁凈水劑。該PAC對水中常見的銅、鉛、鎘、鉻等重金屬離子展現(xiàn)出高效的去除能力，其吸附行為受到初始濃度、pH值、吸附時間等多種因素的影響。通過對吸附機理的研究揭示了物理吸附與化學(xué)作用并存的特點。這一成果不僅實現(xiàn)了瓷器行業(yè)廢棄物的資源化利用，減少了環(huán)境污染，還為開發(fā)新型高效的水處理材料提供了新途徑。未來可進(jìn)一步拓展此類技術(shù)在其他工業(yè)領(lǐng)域廢水處理中的應(yīng)用范圍，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[此處列出你在撰寫文章過程中引用的相關(guān)文獻(xiàn)資料]