聚合氯化铝的作用原理

聚合氯化铝的作用原理

　　聚合氯化铝（Polyaluminium Chloride，简称PAC）是一种高效无机高分子混凝剂，广泛应用于水处理领域。其作用原理基于电中和、吸附架桥、网捕卷扫等综合效应，通过以下步骤实现悬浮物和胶体的去除：

　　1.电中和作用

　　原理：水中的悬浮物和胶体通常带有负电荷，PAC溶解后水解生成带正电荷的铝离子（Al³⁺）及多核羟基络合物（如Al₁₃O₄(OH)₂₄⁷⁺）。

　　过程：正电荷的铝离子与带负电的胶体粒子通过静电引力结合，中和胶体表面的电荷，降低ζ电位，破坏胶体的稳定性，使其脱稳并聚集成微小絮体。

　　2.吸附架桥作用

　　原理：PAC分子链长且具有高电荷密度，可通过范德华力、氢键等作用力吸附多个胶体颗粒。

　　过程：脱稳后的胶体颗粒被PAC分子链连接，形成更大的絮体，促进颗粒间的聚集和沉降。

　　3.网捕卷扫作用

　　原理：PAC水解产物（如氢氧化铝Al(OH)₃）形成高聚合度的矾花，具有较大的比表面积和吸附能力。

　　过程：这些矾花在沉降过程中像网一样捕获水中的微小颗粒和溶解性杂质，形成更大的絮团，加速沉降。

　　4.化学反应与沉淀

　　水解过程：PAC在水中发生水解反应，生成一系列羟基铝络合物：

　　沉淀形成：随着pH值升高，水解产物逐渐转化为氢氧化铝沉淀：

　　这些沉淀物吸附并包裹污染物，最终通过沉淀或过滤去除。

　　5.影响作用效果的因素

　　pH值：最佳pH范围通常为6.5-8.5，过低或过高均会影响水解产物形态和混凝效果。

　　水温：低温下水解速度减慢，可适当增加PAC投加量或延长反应时间。

　　搅拌强度：初期快速搅拌促进胶体脱稳，后期慢速搅拌利于絮体长大。

　　杂质成分：高浓度有机物、悬浮物或共存离子可能干扰混凝效果。

　　6.应用领域

　　饮用水处理：去除浊度、色度、藻类及部分重金属。

　　工业废水处理：处理造纸废水、印染废水、含油废水等。

　　污泥脱水：改善污泥的过滤性能，降低含水率。

　　7.优势

　　适应性强：对原水水质波动有较好的适应性。

　　用量少：相比传统铝盐（如硫酸铝），PAC用量更少，成本更低。

　　pH适用范围广：在较宽的pH范围内均可有效混凝。

　　8.注意事项

　　过量投加：可能导致水中残留铝离子超标，需严格控制投加量。

　　储存条件：应避免与强酸、强碱及易燃物混存，防止受潮结块。

　　总结：聚合氯化铝通过电中和、吸附架桥和网捕卷扫等多重作用，高效去除水中的悬浮物、胶体和部分溶解性杂质，是水处理中不可或缺的关键药剂。