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聚合氯化铝的除磷作用

作者:利星利星 发布日期:2024-10-17

聚合氯化铝在除磷方面具有显著作用,主要表现在以下几个方面:

一、化学沉淀作用

形成磷酸盐沉淀:聚合氯化铝(PAC)投入水中后,其中的铝离子会与水中的磷酸根离子发生化学反应,形成难溶性的磷酸铝沉淀。例如,铝离子(Al³⁺)与磷酸根离子(PO₄³⁻)结合生成磷酸铝(AlPO₄)沉淀。这种沉淀反应能够有效地降低水中溶解性磷酸盐的浓度,从而达到除磷的目的。

吸附共沉淀:除了直接形成沉淀外,聚合氯化铝在水解过程中产生的大量氢氧化物絮体,具有较大的比表面积和吸附能力。这些絮体可以吸附水中的磷酸盐,并与之一起沉淀下来。例如,PAC 水解产生的氢氧化铝(Al (OH)₃)絮体可以通过吸附作用将磷酸盐包裹在其中,共同沉淀去除。

二、絮凝作用

电中和与架桥作用:聚合氯化铝在水中会形成带正电荷的水解产物,这些产物能够与带负电荷的磷酸盐颗粒发生电中和作用,使磷酸盐颗粒脱稳。同时,聚合氯化铝的高分子聚合物结构还能通过吸附架桥作用,将脱稳的磷酸盐颗粒连接在一起,形成较大的絮体。例如,在污水处理过程中,PAC 可以使水中的微小磷酸盐颗粒凝聚成较大的絮团,便于后续的沉淀分离。

加速沉淀过程:形成的磷酸盐絮体比单个磷酸盐颗粒的沉降速度更快,能够迅速沉淀到水底,从而实现高效除磷。例如,在沉淀池或气浮池中,加入聚合氯化铝后的磷酸盐絮体能够在较短的时间内沉淀下来,提高了除磷效率。

三、影响除磷效果的因素

pH 值:pH 值对聚合氯化铝的除磷效果有重要影响。在一定的 pH 范围内,聚合氯化铝的水解产物能够与磷酸盐更好地结合形成沉淀。一般当 pH 值在 5 - 8 之间时,聚合氯化铝的除磷效果较好。例如,在酸性条件下,铝离子的水解程度较低,不利于磷酸盐沉淀的形成;而在碱性较强的条件下,铝离子会形成氢氧化铝沉淀,也会降低除磷效果。

投加量:聚合氯化铝的投加量直接影响除磷效果。投加量过少,无法充分与磷酸盐反应,除磷效果不明显;投加量过多,则会导致水中铝离子残留过高,造成二次污染,同时也增加了处理成本。因此,需要通过实验确定投加量。例如,在某污水处理厂中,技术人员通过小试、中试等实验,确定了针对不同进水磷酸盐浓度的聚合氯化铝更好投加量,实现了高效除磷的同时,避免了过量投加带来的问题。

水温:水温会影响聚合氯化铝的水解速度和絮凝效果。一般水温较高时,聚合氯化铝的水解速度加快,絮凝效果更好,除磷效果也相应提高。但水温过高或过低都对除磷效果产生不利影响。例如,在冬季水温较低时,聚合氯化铝的除磷效果会有所下降,需要适当增加投加量或采取其他辅助措施来提高除磷效果。

水中其他离子的影响:水中存在的其他离子,如钙、镁、铁等,会与磷酸盐竞争与聚合氯化铝的结合,从而影响除磷效果。例如,当水中钙、镁离子浓度较高时,会形成磷酸钙、磷酸镁沉淀,减少与聚合氯化铝结合的磷酸盐量。此外,水中的有机物、悬浮物等也会干扰聚合氯化铝与磷酸盐的反应,降低除磷效果。

聚合氯化铝通过化学沉淀和絮凝作用,能够有效地去除水中的磷酸盐,是一种常用的除磷药剂。在实际应用中,需要根据水质情况和处理要求,合理调整聚合氯化铝的投加量、pH 值等参数,以提高除磷效果,同时避免二次污染。

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