聚合氯化鋁的基本性質(zhì)
聚合氯化鋁(polyaluminium Chloride,PAC)是一種具有代表性的無機高分子絮凝劑。[2]它可以通過多種方法進行制備,常用方法為鋁酸鈣鹽酸酸溶一步法和鋁礬土與鋁酸鈣結(jié)合酸溶2步法,但這種方法制備成本很低,產(chǎn)品中重金屬離子偏高,產(chǎn)品可用于工業(yè)廢水處理。聚合氯化鋁一般表示為[A12(OH)nCl6-n]m,其中n可取1~5中間的任何整數(shù),m則為
2. 聚合氯化鋁的
絮凝形態(tài)
現(xiàn)廣泛采用表征聚合氯化鋁中聚合物種類的方法主要有Ferron比色法和AINMR核磁共振法。[3]
Ferron試劑與Al(Ⅲ)中的單體及不同聚合物有不同的反應(yīng)速率,從而采用Ferron逐時絡(luò)合分光光度法能把它們分為3類,Ala包括單體及初聚物(All一3),Alb包括低聚物(如A16一8)和中聚物(Al13),Alc包括高聚物(Al>13)和溶膠態(tài)。
利用Ferron法測定的Alb或與核磁共振法測定的中聚物(Al13)數(shù)量相同。目前對于中聚物(Al13)和高聚物(Al>13)在混凝過程中發(fā)揮的作用較有爭議。這在聚合氯化鋁的宏觀性質(zhì)上反應(yīng)在鹽基度對混凝效果的影響,實際應(yīng)用中聚合氯化鋁中氧化鋁和鹽基度是同樣重要的指標。
3. 聚合氯化鋁的混凝機理
PAC對水中膠體顆粒或膠體污染物的混凝是Al3+鹽水解—聚合產(chǎn)物對其進行電性中和、脫穩(wěn)和吸附架橋作用生成粗顆粒絮凝體而去除的。為了說明Al3+鹽水解—聚合產(chǎn)物的作用條件,一些學(xué)者研究[4-6]并給出了各種混凝區(qū)域圖,例如表明藥劑投加量C和顆粒物表面積濃度的C-S圖,C和pH關(guān)系的LgC-pH圖以及LgC-LgS-pH圖等,還利用表面化學(xué)和電化學(xué)中雙電層概念,通過有效擴散層電荷密度、電位和有效碰撞系數(shù)的計算得到了絮凝效率n/n0,n0和n分別為混凝前后顆粒物的濃度。
Al3+鹽水解—聚合產(chǎn)物是由一些不同聚合度的聚合陽離子所組成。他不僅可處理生活用水,也可處理工業(yè)廢水和去除一些有害陰、陽離子。它們在水處理技術(shù)領(lǐng)域中的作用可概括為:(1)對水中膠體顆粒污染物進行電性中和脫穩(wěn)的凝聚作用;(2)對已凝聚的次生粗大顆粒進行吸附架橋的絮凝作用;(3)除去水中有害離子的吸附和絡(luò)合作用。絮凝作用更多地決定于Al3+鹽水解—聚合產(chǎn)物中多聚體的表面結(jié)構(gòu)特征。多聚體表面上極性活性部位應(yīng)該和被凝聚的次生粗大顆粒表面上活性部分進行較強烈的相互作用,即只有二者的表面結(jié)構(gòu)相適應(yīng),絮凝過程才能自動向體系能量減小的方向進行。