电荷中和作用原理阐述:水中的胶体颗粒和悬浮微粒带有负电荷。聚合氯化铝(PAC)在水中会发生水解反应,产生多种带正电荷的水解产物,如铝离子(Al³⁺)、氢氧化铝胶体(Al (OH)₃)等。这些带正电荷的物质会被带负电荷的微粒所吸引,通过电荷的中和作用,使微粒的表面电荷减少甚至消失。例如,在处理含有黏土胶体的污水时,PAC 水解产生的正电荷物质与黏土胶体表面的负电荷相互中和,降低了黏土颗粒之间的静电斥力。
效果体现:当微粒间的静电斥力减小到一定程度后,它们就能够在分子间作用力(如范德华力)的影响下相互靠近并聚集。这种聚集作用使得原本分散的微小颗粒形成较大的聚集体,从而改变了颗粒的悬浮状态。
吸附架桥作用原理阐述:PAC 水解后形成的高分子聚合物具有较长的分子链结构。这些分子链可以同时吸附在多个胶体颗粒或悬浮微粒上。就好像在微粒之间架起了 “桥梁”,将它们连接在一起。例如,在处理含有有机物胶体和泥沙颗粒的污水时,PAC 的水解产物分子链一端吸附在有机物胶体上,另一端吸附在泥沙颗粒上,把不同类型的颗粒聚集起来。
效果体现:通过吸附架桥作用,大量的微粒被连接成更大的絮体结构。这些絮体的体积较大,质量较重,更容易在重力作用下沉淀,从而实现了污水中杂质的去除。而且这种作用对于去除水中的多种复杂成分的污染物效果显著,能够有效地降低污水的浊度和有机物含量。
沉淀网捕作用原理阐述:当 PAC 的投加量足够大时,它在水中水解产生大量的氢氧化铝沉淀。这些沉淀在下沉过程中,会与水中的胶体颗粒和细微悬浮物发生碰撞。由于沉淀的表面积较大,它们会吸附、包裹这些微粒,就像一张 “网” 一样将微粒捕获。例如,在处理高浊度的污水时,大量的氢氧化铝沉淀在沉降过程中,能够将水中的悬浮颗粒一起带到水底。
效果体现:沉淀网捕作用能够快速地去除水中的杂质,尤其是对于那些难以通过电荷中和和吸附架桥作用去除的微小颗粒。它进一步提高了污水的净化效率,使污水中的悬浮物浓度显著降低,水质得到明显的改善。
压缩双电层作用原理阐述:胶体颗粒周围存在着由反离子(与胶体颗粒表面电荷相反的离子)构成的扩散双电层。PAC 中的铝离子等阳离子加入水中后,会进入胶体颗粒的双电层区域,使得双电层的厚度被压缩。随着双电层的压缩,胶体颗粒表面的电位值降低。例如,在处理含有藻类胶体的水体时,PAC 中的铝离子使藻类胶体的双电层被压缩,降低了其表面电位。
效果体现:胶体颗粒表面电位的降低会导致颗粒间的静电斥力减小。当斥力减小到一定程度时,颗粒就能够相互聚集,从而实现了对胶体颗粒的去除,达到净化水体的目的。