聚合氯化鋁廣泛應(yīng)用于廢水、清水處理中,用作水處理絮凝劑。在水處理中常不是單獨(dú)孤立的現(xiàn)象,而往往可能是同時(shí)存在,只是在一定情況下以某種現(xiàn)象為主而已。
聚合氯化鋁混凝是指向水體中投加某些化學(xué)藥劑來破壞膠體和懸浮微粒在水中形成的穩(wěn)定分散體系,形成粒徑較大、易于沉降絮體的過程。該過程主要包含了凝聚和絮凝兩個(gè)步驟。具體的說,凝聚是指使膠體脫穩(wěn)并聚集為微絮粒的過程,該過程主要靠壓縮雙電層的作用;而絮凝則指微絮粒通過吸附、卷帶和橋連而成長(zhǎng)為更大絮體的過程,主要通過架橋和網(wǎng)捕作用聚集成大顆粒絮體。
水中膠體微粒可以在水里保持較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定分散狀態(tài),因此,使膠體脫穩(wěn)是聚合氯化鋁混凝藥劑發(fā)揮作用的重要步驟。多年以來,諸多學(xué)者對(duì)混凝過程中的作用機(jī)理進(jìn)行了大量研究,現(xiàn)在公認(rèn)的混凝機(jī)理主要有以下四種:
1、壓縮雙電層作用
帶相同電荷的膠粒之間既存在靜電斥力,又存在范德華力,膠粒的平衡主要取決于這兩種力中何種作用力占據(jù)主要地位。水中加入電解質(zhì)后,可產(chǎn)生與反離子帶同種電荷的離子,由于靜電斥力作用,會(huì)使原有反離子進(jìn)入擴(kuò)散層內(nèi),從而使得雙電層變薄,Zeta電位隨之降低,膠粒斥力也相應(yīng)減小。此外,因擴(kuò)散層的厚度減小,膠粒之間距離縮小,膠粒間引力變大,膠粒間斥力大于引力,因此,膠粒穩(wěn)定性下降,凝聚下沉。
2、吸附電中和
膠核表面可直接吸附帶有異號(hào)電荷的聚合離子、膠粒以及高分子物質(zhì)等,中和了部分它所攜帶的電荷,斥力減小,Zeta電位隨之降低,因而膠體凝聚為較大絮體沉降。吸附電中和在水處理中出現(xiàn)較多,其特點(diǎn)是:當(dāng)投加藥劑過多時(shí),Zeta電位可以反號(hào)。
3、高分子橋連作用
在通常情況下,高分子聚合氯化鋁混凝劑上有多種活性基團(tuán),在靜電引力、范德華力等相互作用下,吸附水中膠粒。故高分子聚合氯化鋁混凝劑上活性基團(tuán)越多,吸附膠粒能力越強(qiáng)。一個(gè)長(zhǎng)鏈聚合物可多位置同時(shí)發(fā)揮作用,同時(shí)吸附多個(gè)膠粒,以上作用稱之為高分子橋連作用。
4、卷掃網(wǎng)捕
當(dāng)高價(jià)金屬混凝劑(如鐵鹽、鋁鹽等)的投加量和水力條件適合的情況下,使其迅速反應(yīng)生成難溶性氫氧化物,水中細(xì)小污染物可作為晶核或吸附質(zhì)與其共沉。
在實(shí)際混凝過程中,通常是以某種混凝機(jī)理為主,其它一種或幾種機(jī)理起輔助作用。由此可知,在水廠運(yùn)行過程中,不同類型聚合氯化鋁混凝劑的選取應(yīng)由水質(zhì)條件來決定,從而創(chuàng)造出有利于聚合氯化鋁混凝劑發(fā)揮較好混凝效果的水力以及水質(zhì)條件。