聚合氯(lǜ)化鋁(PAC)的作用機理主要基於電中和、吸附架橋、壓縮雙電層及沉澱物網捕等協同作用,其核心是(shì)通過破(pò)壞水中膠體及懸浮物的穩定性,促使其聚集沉澱,從而實現水(shuǐ)質淨化。具體分析如下(xià):
1. 電中和作用:破壞膠體穩定性
原理(lǐ):PAC溶於水後,鋁離子(zǐ)(Al³⁺)水(shuǐ)解生成多種高價陽(yáng)離子(如Al(OH)²⁺、Al(OH)₂⁺),這些離子(zǐ)與水中帶負電荷的膠體顆粒(如(rú)黏土、有機物)發生電中和反應(yīng),中和膠體表(biǎo)麵(miàn)的負電荷(hé),降低(dī)其ζ電位(電位差)。
效果:膠體顆粒間的靜電斥力減弱,顆粒得以相互靠近並聚(jù)集,形(xíng)成微小絮體。
實例:在(zài)處(chù)理(lǐ)印(yìn)染廢水時(shí),PAC通過電中和作用(yòng)使染料分子脫穩,為後續絮凝沉澱奠定基礎。
2. 吸附架(jià)橋作用:形成(chéng)大絮體
原理:PAC分子(zǐ)鏈(liàn)上的羥(qiǎng)基(-OH)與汙染物表麵結合,形成“長鏈”結構,像橋(qiáo)梁一樣連接多(duō)個顆粒(lì),吸附並(bìng)聚集形成大絮體。
效果:絮體因重量增加而加速(sù)沉降,提高固液分離效率(lǜ)。
實例:在處理(lǐ)含油廢水時,PAC通過(guò)吸(xī)附架橋作用將油脂顆粒包(bāo)裹並(bìng)聚集,實現油水分離(lí)。
3. 壓縮雙電層(céng):減少膠體間距
原理:PAC投加後,水中(zhōng)離子(zǐ)濃度增加,膠體顆粒擴散(sàn)層厚度減小,ζ電位降(jiàng)低,膠體間的排(pái)斥力減弱。
效果:膠(jiāo)體顆粒因吸力增強而緊密聚集,進一步促進絮(xù)凝。
實例:在處理高濁度(dù)水時,PAC通過壓縮雙電層作(zuò)用使懸浮物快速沉降,縮短處理時(shí)間。
4. 沉澱物網捕:捕獲微小顆粒
原理:PAC水解生成的氫氧化鋁膠體在沉降過程中形成網狀結構,像濾網一樣捕獲水中的微(wēi)小顆粒(如細菌、病毒)。
效果(guǒ):即(jí)使顆粒未直接參與絮凝,也能被網狀結構捕獲,提(tí)高出水水質。
實例:在飲用水處理中,PAC通過網捕作用去除水中殘留的細小(xiǎo)懸浮物,確保水質安全。
作用機理的協同性
綜合效果:PAC的四種作用機(jī)理(lǐ)並非孤立存在,而是相(xiàng)互協同。例如,電中和作用使膠體脫穩後,吸附架橋作用迅(xùn)速形成絮體,而壓縮雙電層和網捕作用則進一步優化絮凝效(xiào)果。
優勢體現:
高 效性:PAC投加量僅為傳統混凝(níng)劑(如硫酸鋁)的1/3~1/2,且絮體形(xíng)成快、沉降速度快。
適應性廣:對水溫、pH(適宜範圍5~9)及水質波動適應(yīng)性強,尤其適(shì)用於低(dī)溫低濁水處理。
環保性:殘留鋁含量低,避免傳統鋁鹽可能(néng)引發的二次汙(wū)染問題。
應用場景舉例
生活汙水處理(lǐ):PAC可有效去除汙水中的(de)有機物(COD/BOD)、懸浮物(SS)及磷元素,尤其適用於(yú)強化除磷(lín)工(gōng)藝。
印染廢水處理:PAC對(duì)色度(dù)去除(chú)率高達90%以上,可降解染(rǎn)料分子中的複雜結構。
含油廢水處理:通過破乳作用分離油脂,降低廢水中的石油類汙染物。
重金屬廢水處理:PAC與重(chóng)金屬離子(如鉛、鎘)結合生成(chéng)沉澱,實現高 效去除(chú)。