水质对反应时间的影响
悬浮物和胶体含量:当水中悬浮物和胶体含量高时,聚合氯化铝(PAC)的反应时间会延长。例如,在处理高浊度的河水或矿山废水时,水中含有大量泥沙、黏土等悬浮物,PAC 需要更多时间来吸附和凝聚这些颗粒。一般对于悬浮物含量极高(如浊度超过 1000NTU)的水,PAC 的反应时间需要 30 - 60 分钟,甚至更长。这是因为 PAC 要与众多的颗粒进行碰撞、吸附,然后通过架桥作用使颗粒聚集,这个过程相对复杂且耗时。
有机物和微生物含量:水中有机物和微生物较多时,也会影响反应时间。如果水中存在大量腐殖质、蛋白质等有机物,PAC 会先与这些有机物发生反应。由于有机物的结构复杂,会与 PAC 形成络合物,从而延长反应时间。在含有高浓度微生物的污水中,微生物自身的代谢产物和细胞表面的电荷等因素也会干扰 PAC 的混凝作用,使反应时间从的 15 - 30 分钟延长到 40 - 60 分钟左右。
水的酸碱度(pH 值):pH 值对 PAC 反应时间有显著影响。在 PAC 适宜的 pH 范围(一般为 6.5 - 7.8)内,反应速度相对较快。例如,当 pH 值为 7.0 左右时,PAC 水解产生的氢氧化铝胶体能够迅速吸附水中的悬浮颗粒,反应时间在 10 - 20 分钟。但如果 pH 值偏离这个范围,如 pH 值为 5.0 或 9.0 时,PAC 的水解和凝聚反应速度会变慢,反应时间延长到 30 - 45 分钟。这是因为 pH 值会影响 PAC 的水解平衡和产物的带电性质,进而影响其与悬浮颗粒的相互作用。
聚合氯化铝自身特性与反应时间的关系
氧化铝含量和碱化度:PAC 中氧化铝(Al₂O₃)含量越高,在一定程度上反应活性越强,反应时间相对较短。例如,氧化铝含量为 30% 的 PAC 比含量为 26% 的 PAC 反应速度更快,在相同水质条件下,前者反应时间比后者缩短 10% - 20%。碱化度也很关键,合适的碱化度(一般在 60% - 80%)能使 PAC 水解生成的氢氧化铝胶体结构更有利于凝聚反应,反应时间较短。如果碱化度过高或过低,都会使反应时间延长,因为不合适的碱化度会导致生成的胶体结构不稳定或者凝聚能力差。
产品形态和溶解速度:PAC 的产品形态(如粉状、颗粒状、块状)会影响其溶解速度,进而影响反应时间。粉状 PAC 溶解速度快,能够更快地参与反应,反应时间相对较短。一般情况下,粉状 PAC 在水中溶解并开始反应只需 1 - 2 分钟,而颗粒状 PAC 需要 3 - 5 分钟才能充分溶解和反应。块状 PAC 由于其表面积小,溶解更慢,反应时间会延长到 5 - 10 分钟左右。
混凝工艺条件对反应时间的影响
搅拌强度和时间:适当的搅拌强度和时间可以缩短 PAC 的反应时间。在混凝过程中,开始阶段需要快速搅拌,使 PAC 迅速均匀地分散在水中,这个阶段搅拌速度一般在 100 - 150 转 / 分钟,持续 1 - 2 分钟。然后进行缓慢搅拌,促进絮体的生长和聚集,搅拌速度约为 30 - 50 转 / 分钟,时间为 5 - 10 分钟。如果搅拌强度不足,PAC 不能很好地与水混合,反应时间会延长;而搅拌强度过大,会破坏絮体结构,也会使反应时间变长。
温度条件:温度对 PAC 的反应时间也有一定影响。在较高温度(如 20 - 30℃)下,PAC 的水解和凝聚反应速度会加快,反应时间缩短。例如,在 25℃时,反应时间比在 10℃时缩短 20% - 30%。这是因为温度升高,分子运动加快,PAC 水解产生的胶体与悬浮颗粒之间的碰撞频率增加,有利于反应的进行。