水质因素方面pH 值不适宜:聚合氯化铝(PAC)的混凝效果与水的 pH 值密切相关。如果 pH 值不在 PAC 合适的范围(在 6.5 - 7.8 之间),会影响矾花的形成和沉淀。例如,当 pH 值过低时,PAC 水解产生的铝离子(Al³⁺)不能很好地形成氢氧化铝胶体,导致矾花细小。因为在酸性条件下,铝离子主要以离子形式存在,难以通过水解和聚合反应生成足够大的矾花结构来沉淀。而当 pH 值过高时,会生成大量的氢氧化铝沉淀,但这些沉淀颗粒比较细小,并且由于表面电荷等因素,相互之间的聚集能力差,不容易沉淀。
水中杂质干扰:水中的溶解性有机物(如腐殖质、蛋白质等)和高浓度的某些离子(如磷酸根离子、硫酸根离子等)会对矾花的形成和沉淀产生干扰。如果水中含有大量溶解性有机物,这些有机物会吸附在矾花表面,阻止矾花颗粒之间的相互吸附和聚集,使矾花变得细小。例如,在含有高浓度腐殖质的污水中,腐殖质会与铝离子形成络合物,抑制氢氧化铝胶体的聚集,导致矾花细而不沉。另外,水中的磷酸根离子等与铝离子有较强的亲和力,会与 PAC 反应生成难溶的磷酸铝等物质,这些物质以细小颗粒存在,不易沉淀。
聚合氯化铝自身因素产品质量和型号选择:不同质量和型号的 PAC 混凝效果不同。如果 PAC 的氧化铝(Al₂O₃)含量过低,有效成分不足,产生的矾花就会比较细小。一般高质量的 PAC 产品,其 Al₂O₃含量在 28% - 32% 之间,能够产生较大且易于沉淀的矾花。另外,PAC 的碱化度也很重要,碱化度不合适会影响矾花的大小和沉淀性能。例如,碱化度过高(超过 80%)导致 PAC 水解产物的稳定性差,形成的矾花细小且不易沉淀;碱化度过低(低于 50%),则生成的氢氧化铝胶体较少,矾花难以长大。
投加量不足或过量:PAC 投加量对矾花的形成和沉淀有显著影响。如果投加量不足,水中的悬浮颗粒和胶体不能被充分凝聚,无法形成足够大的矾花来沉淀。例如,在处理污水时,若 PAC 的投加量低于更好用量(根据水质不同,在 10 - 100mg/L 之间),只能使少量悬浮颗粒聚集,形成的矾花细小。而投加量过量时,会导致水中胶体颗粒表面电荷被过度中和,使矾花之间产生电荷排斥,同样会使矾花细小且难以沉淀。
混凝工艺条件因素搅拌条件不合理:搅拌是混凝过程中的重要环节。如果搅拌强度过大,会使刚刚形成的矾花被破坏,导致矾花细小。例如,在快速搅拌阶段,搅拌速度超过 200 - 300 转 / 分钟,生成的矾花会受到较大的剪切力而破碎,变得细小。另外,搅拌时间过长也会有类似的影响。合适的搅拌方式是先快速搅拌(1 - 2 分钟,100 - 150 转 / 分钟)使 PAC 均匀分散,然后缓慢搅拌(5 - 10 分钟,30 - 50 转 / 分钟)促进矾花的生长和聚集。
沉淀环境不佳:沉淀时间过短会导致矾花来不及沉降。一般情况下,沉淀时间需要 1 - 2 小时左右,具体时间因水质和矾花大小等因素而异。如果沉淀时间不足,矾花还悬浮在水中,就会出现矾花细不沉淀的现象。此外,沉淀设备的水流状态也很重要,若沉淀池中水流速度过快或者存在水流死角,矾花会被水流重新带起或者无法顺利沉降,导致看起来矾花细不沉淀。