在工業(yè)污水處理的過程中漓源環(huán)保會(huì)根據(jù)不同的水質(zhì)選取不同的混凝劑，以鈦鹽作為原材料的混凝劑就是其中一種。鈦離子的高價(jià)態(tài)為4價(jià), 研究發(fā)現(xiàn), 鈦鹽與鋁鹽、鐵鹽具有相同的水處理效果。且鈦鹽水處理后產(chǎn)生的污泥可被回收利用, 生成具有高光催化活性的二氧化鈦, 為其污泥處置提供了新思路。基于以上優(yōu)點(diǎn), 鈦鹽作為一種生態(tài)環(huán)境友好、對(duì)人體安全無副作用的水處理藥劑, 在我國水處理行業(yè)具有很大的發(fā)展?jié)撃芎蛷V闊的應(yīng)用前景。

鈦鹽通常存在的形式為四氯化鈦或硫酸鈦。四氯化鈦與四氯化釩類似, 是一種無色密度大的液體, 樣品不純時(shí)常表現(xiàn)為黃或紅棕色。它屬于少數(shù)在室溫時(shí)為液態(tài)的過渡金屬氯化物之一, 因其結(jié)構(gòu)并非是像多數(shù)金屬氯化物一樣為聚合物含有氯橋連接的金屬原子, 而是以分子間弱的范德華力為作用力導(dǎo)致其熔沸點(diǎn)低。TiCl4分子為四面體結(jié)構(gòu), 每個(gè)Ti4+與4個(gè)配體Cl-相連。Ti與稀有氣體氬具有相同的電子數(shù), 為閉殼層結(jié)構(gòu)。因此四氯化鈦分子為正四面體結(jié)構(gòu), 具有高度的對(duì)稱性。硫酸鈦是一種半透明無定形塊狀結(jié)晶, 其性質(zhì)與TiCl4類似。

作為一種強(qiáng)酸性液體, 鈦鹽能夠在濕潤的環(huán)境下快速水解。當(dāng)其作為混凝劑加入原水中后, 水解反應(yīng)極其迅速同時(shí)伴隨著復(fù)雜的反應(yīng)過程。近年來, 研究學(xué)者對(duì)鈦鹽在水處理中的應(yīng)用做了一些初步的探索, 但對(duì)于鈦鹽的水解過程和水解轉(zhuǎn)化形式的研究還在很少。

鈦鹽的水解反應(yīng)劇烈, 并且不要求反應(yīng)環(huán)境在一個(gè)恒定的pH范圍, 例如在pH很小的酸性條件下, 經(jīng)過長時(shí)間的煮沸就能產(chǎn)生水合TiO2沉淀。且鈦鹽在水解反應(yīng)時(shí)不需要附加任何反應(yīng)劑, 這也是它區(qū)別與一般水解反應(yīng)的明顯特點(diǎn)。因此, 在鈦鹽水解過程中應(yīng)控制好鈦離子的含量、水溶液的pH, 適當(dāng)條件下可加入一定的抑制劑以控制其反應(yīng)速度和進(jìn)度。

1937年, 鈦鹽第1次作為絮凝劑在水處理中應(yīng)用時(shí), 發(fā)現(xiàn)硫酸鈦藥劑的制備和水解過程控制難度相對(duì)較大, 雖然較傳統(tǒng)鋁鹽和鐵鹽混凝劑在去除氟離子方面沒有什么優(yōu)勢(shì), 但是在去除色度方面有明顯的優(yōu)勢(shì), 且鈦鹽較鋁鹽有更廣闊的pH應(yīng)用范圍, 即使是在溫度接近0℃的條件下依然具有良好的絮凝效果, 形成的絮體大而密實(shí)有益于沉降。對(duì)鈦鹽在污水處理中的絮凝效果進(jìn)行研究, 發(fā)現(xiàn)4價(jià)鈦離子化合物尤其是鈦的氫氧化硫酸化合物對(duì)氟離子具有良好的去除能力, 出水氟離子的質(zhì)量濃度將至0.5～0.6 mg/L, 且污水中硫酸鹽離子不會(huì)超標(biāo), 不會(huì)帶來二次污染。

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