聚合氯化鋁混凝原理
聚合氯化鋁由一系列不同聚合度的無機(jī)高分子化合物組成，具有良好的形態(tài)分布。主要成分是AI4(OH)24(H2O)24(H2O)127+，這是一種具有Keggin結(jié)構(gòu)的高電荷聚合物環(huán)鏈。對水中的膠體和顆粒具有高度的電中和和架橋作用，能強(qiáng)力去除微量毒物和重金屬離子，性能穩(wěn)定。在水中，瞬間中和膠粒的負(fù)電荷，使膠粒不穩(wěn)定，迅速凝聚，進(jìn)一步架橋形成絮體，迅速沉淀。
1.聚合氯化鋁簡稱PAC，又稱聚合氯化鋁、復(fù)合聚合氯化鋁、堿式氯化鋁。
2.分子式:【AL2(OH)nCL6-n？XH2O]m，其中:1≤n≤5，m≤10。
3.分子量:2000左右。
4.檢驗方法:按國際標(biāo)準(zhǔn)GB15892-2003。
5.聚合氯化鋁無毒、無害、無味，易溶于水，液態(tài)產(chǎn)品為黃色或淡黃色或無色液體；固體產(chǎn)品為白色或淡黃色粉末狀樹脂固體，易吸收空氣中的水分。
聚合氯化鋁凈水技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。讓我們來看看它已經(jīng)應(yīng)用于哪些行業(yè):
1.城市供水用河流、水庫和地下水的凈化。
2.工業(yè)供水和工業(yè)循環(huán)水的凈化。
3.城市污水的凈化。
4.工業(yè)印染、造紙、制糖、制革、肉類加工、洗煤、冶金、洗礦、制藥等行業(yè)的水凈化。、以及含氟、油和重金屬的廢水凈化。
5.從工業(yè)洗煤廢水中回收煤粉和從陶瓷制造業(yè)中回收高嶺土。
6.醫(yī)藥精制、甘油精制和糖液精制。
7.水泥快速凝固并澆鑄。
8.鞣制皮革和布料的抗皺。
9.化妝品原料。
10.催化劑載體。
11.紙張施膠。
聚合氯化鋁的混凝原理；
1.壓縮雙電層
膠束雙電層的結(jié)構(gòu)決定了膠束表面抗衡離子的濃度越大，離膠束表面越遠(yuǎn)，抗衡離子的濃度越低，最終等于溶液中離子的濃度。
當(dāng)向溶液中加入電解質(zhì)以增加溶液中的離子濃度時，擴(kuò)散層的厚度減小。當(dāng)兩個膠粒相互靠近時，由于擴(kuò)散層厚度減小，ξ電位降低，它們之間的相互排斥力減小，即溶液中離子濃度高的膠粒之間的排斥力小于離子濃度低的膠粒之間的排斥力。膠體顆粒之間的吸引力不受水相組成的影響，但由于擴(kuò)散層變薄，它們碰撞時的距離減小，所以它們之間的吸引力大。
可以看出，斥力和引力的合力由斥力變?yōu)橐?斥力勢能消失)，膠?？梢匝杆倌?。
這種機(jī)制可以更好地解釋港灣的淤積現(xiàn)象。淡水進(jìn)入海水，含鹽量增加，離子濃度增加，淡水?dāng)y帶的膠粒穩(wěn)定性降低，因此粘土等膠粒容易在港灣沉積。
根據(jù)這一機(jī)理，當(dāng)溶液中加入的電解質(zhì)超過混凝的臨界濃度時，就不會再有多余的抗衡離子進(jìn)入擴(kuò)散層，膠粒也不可能改變其符號而再次穩(wěn)定下來。
這種機(jī)理是用純靜電現(xiàn)象解釋電解質(zhì)對膠體顆粒失穩(wěn)的影響，但沒有考慮失穩(wěn)過程中其他性質(zhì)(如吸附)的影響，因此不能解釋其他復(fù)雜的失穩(wěn)現(xiàn)象。
實際上，在水溶液中加入混凝劑使膠粒失穩(wěn)的現(xiàn)象，涉及到膠粒與混凝劑、膠粒與水溶液、混凝劑與水溶液之間的相互作用，是一種綜合現(xiàn)象。
2.吸附中和
吸附中和是指顆粒表面對不同數(shù)目離子、不同數(shù)目膠體顆?；蜴湢铍x聚物帶不同數(shù)目電荷的部分有很強(qiáng)的吸附作用。因為這種吸附作用中和了它的一部分電荷，減少了靜電斥力，所以很容易接近其他粒子，相互吸附。
這時候靜電引力往往是這些作用的主要方面，但很多時候其他作用超過了靜電引力。
當(dāng)鋁鹽和鐵鹽的用量較高時，也會出現(xiàn)重新穩(wěn)定和電荷符號改變的現(xiàn)象。上述現(xiàn)象可以用吸附中和機(jī)理來解釋。
3.吸附橋接
吸附架橋的機(jī)理主要是指聚合物和膠體顆粒的吸附和架橋。也可以理解為兩個相同數(shù)目的大膠粒連在一起，是因為中間有一個不同數(shù)目的膠粒。
高分子絮凝劑具有線性結(jié)構(gòu)，它們具有可以作用于膠體顆粒表面某些部分的化學(xué)基團(tuán)。當(dāng)聚合物與膠粒接觸時，基團(tuán)可以與膠粒表面發(fā)生特殊反應(yīng)，相互吸附，而其余的聚合物分子在溶液中伸展，可以與另一面帶有空位的膠粒吸附，從而聚合物起到了架橋作用。
如果膠粒很少，聚合物的延伸部分無法附著在第二個膠粒上，那么遲早這個延伸部分會被原來的膠粒吸附在其他部分上，這個聚合物無法起到架橋作用，膠粒處于穩(wěn)定狀態(tài)。
高分子絮凝劑用量過大時，膠粒表面會飽和，然后趨于穩(wěn)定。如果長時間劇烈攪拌已經(jīng)橋聯(lián)和絮凝的膠體顆粒，橋聯(lián)聚合物可能從另一個膠體顆粒的表面分離，并滾回到原始膠體顆粒的表面，導(dǎo)致重新穩(wěn)定的狀態(tài)。
聚合物在膠體顆粒表面的吸附來自各種物理和化學(xué)作用，如范德華引力、靜電引力、氫鍵、配位鍵等。，這取決于聚合物和膠體粒子的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征。這一機(jī)理可以解釋電數(shù)相同的非離子型或離子型高分子絮凝劑能獲得良好絮凝效果的現(xiàn)象。
4.沉積物網(wǎng)捕機(jī)制
當(dāng)使用金屬鹽(如硫酸鋁或氯化鐵)或金屬氧化物和氫氧化物(如石灰)作為混凝劑時，當(dāng)用量大到足以快速沉淀金屬氫氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2或金屬碳酸鹽(如CaCO3)時，水中的膠體顆粒在形成時就能被這些沉淀物捕獲。
當(dāng)沉淀物帶正電荷時(Al(OH)3和Fe(OH)3處于中性和酸性pH范圍)，溶液中陰離子的存在，如硫酸銀離子，可以加快沉淀速度。另外，水中的膠體顆?？梢宰鳛檫@些金屬氧化物沉淀的核心，所以混凝劑的最佳投加量與被去除物質(zhì)的濃度成反比，即膠體顆粒越多，金屬混凝劑的投加量越少。
上述四種混凝機(jī)理在水中往往不是孤立的現(xiàn)象處理，而是可能同時存在，在某些情況下只是某些現(xiàn)象占主導(dǎo)地位。目前，它們似乎可以用來解釋水的凝結(jié)現(xiàn)象。
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