聚合氯化铝在污水降解中的作用原理电荷中和作用:聚合氯化铝在水中会发生水解反应,生成多种带正电荷的水解产物。污水中的悬浮颗粒、胶体粒子等杂质大多带有负电荷,这些带正电荷的水解产物能够与杂质颗粒的负电荷相互中和,从而降低颗粒间的静电斥力,使颗粒间更容易相互靠近。
吸附架桥作用:聚合氯化铝水解产生的高分子聚合物具有长链结构,这些长链可以吸附在多个悬浮颗粒表面,就像架桥一样将颗粒连接在一起,形成较大的絮体。絮体的形成使得颗粒的沉降速度大大加快,有利于从污水中分离出来。
卷扫作用:随着水解反应的进行,聚合氯化铝会形成氢氧化铝胶体。这些胶体会在沉淀过程中对水中的微小颗粒进行卷扫,将它们包裹在胶体内部,一起沉淀到水底,从而进一步净化污水。
影响聚合氯化铝降解污水效果的因素污水的性质:pH 值:污水的 pH 值对聚合氯化铝的水解和絮凝效果有显著影响。不同的聚合氯化铝产品有其适宜的 pH 范围。一般聚合氯化铝在 pH 值为 6 - 8 之间的中性附近环境下,水解产物的电荷状态和聚合形态较为合适,絮凝效果较好。但对于某些特殊的污水,如酸性矿山废水或碱性印染废水,需要对 pH 值进行调节后,聚合氯化铝才能发挥更好效果。
污染物种类和浓度:如果污水中的污染物主要是悬浮固体,如泥沙、矿渣等,聚合氯化铝可以通过电荷中和和吸附架桥作用快速絮凝这些固体颗粒。但如果污水中含有大量的有机物,如生活污水中的蛋白质、油脂,工业污水中的有机染料、农药等,聚合氯化铝需要与其他处理方法(如生物处理)相结合,因为它对有机物的去除主要是通过絮凝沉淀去除其中的胶体有机物部分,对于溶解态有机物的去除效果有限。而且,污染物浓度过高时,需要增加聚合氯化铝的投加量才能达到理想的处理效果。
聚合氯化铝自身的性质:碱化度(盐基度):碱化度是聚合氯化铝的一个重要指标,它反映了产品中羟基与铝离子的比例关系。碱化度适中的聚合氯化铝,水解速度适中,能够生成较多有效的絮凝成分,有利于污水的降解。一般碱化度在 40% - 90% 之间的聚合氯化铝应用较为广泛,其中碱化度为 60% - 80% 的产品在许多污水处理场景中表现较好。
氧化铝含量:聚合氯化铝中的氧化铝含量越高,其有效成分相对越多,在相同投加量下产生更好的絮凝效果。但氧化铝含量过高会导致产品在水中的溶解性变差,或者在储存过程中出现稳定性问题。
投加量和投加方式:投加量:合适的投加量是保证污水有效降解的关键。投加量不足,无法完全中和污水中颗粒的电荷或形成足够的吸附架桥作用,导致絮凝效果不佳;投加量过多,不仅会增加处理成本,还使污水的胶体稳定性重新增加,产生 “再稳” 现象,即形成的絮体重新分散到水中。一般需要通过小试和现场试验来确定更好投加量,在几十 mg/L 到几百 mg/L 之间,具体取决于污水的性质和处理要求。
投加方式:投加方式主要包括干式投加和湿式投加。干式投加是将固体聚合氯化铝直接投入污水中,这种方式简单,但会导致局部浓度过高,影响絮凝效果;湿式投加是先将聚合氯化铝配制成一定浓度的溶液,然后再均匀地投入污水中,这种方式可以使聚合氯化铝更好地在污水中分散,有利于发挥其絮凝作用。
聚合氯化铝与其他污水处理方法的联合应用与生物处理方法结合:在生活污水和有机工业污水的处理中,聚合氯化铝可以作为预处理手段,去除污水中的悬浮固体和胶体有机物,降低污水的浊度和部分化学需氧量(COD),为后续的生物处理创造良好的条件。例如,在活性污泥法处理污水之前,先使用聚合氯化铝进行絮凝沉淀,可以减少进入生物处理单元的悬浮物,防止污泥膨胀,提高生物处理的效率。
与其他化学药剂联合使用:与聚丙烯酰胺联合使用:聚合氯化铝和聚丙烯酰胺经常联合使用来处理污水。聚合氯化铝作为混凝剂先使污水中的颗粒初步凝聚,然后聚丙烯酰胺作为絮凝剂进一步加强凝聚效果,使形成的絮体更大、更紧密,从而提高沉降速度和处理效果。例如,在印染废水处理中,聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的组合可以有效去除废水中的染料和纤维杂质。
与酸碱调节剂联合使用:如前面所述,污水的 pH 值对聚合氯化铝的效果有很大影响。因此,在处理 pH 值不合适的污水时,可以先使用酸碱调节剂(如硫酸、氢氧化钠等)将污水的 pH 值调节到聚合氯化铝的更好作用范围,然后再投加聚合氯化铝进行絮凝处理。