生產(chǎn)中我們試著采用過不同廠家但同規(guī)格的PAC(聚合氯化鋁來舉例說明),使用中卻發(fā)現(xiàn)效果存在著明顯的差異,因此我們查找了相關(guān)類容,對相關(guān)知識做了一個總結(jié),其中主要涉及PAC生產(chǎn)過程中的有:原材料差異、生產(chǎn)工藝、設(shè)備與技術(shù)、后處理工藝、產(chǎn)品純度與雜質(zhì)含量、質(zhì)量控制體系和穩(wěn)定性、鹽基度差別。當(dāng)然啦這些方面不是我們操心的,對于使用者我們更關(guān)注產(chǎn)品的采購和實(shí)際使用效果。
PAC 自身特性
含量:PAC 中氧化鋁(Al₂O₃)的含量是衡量其產(chǎn)品質(zhì)量和混凝能力的關(guān)鍵指標(biāo)。通常,氧化鋁含量越高,PAC 的混凝性能越強(qiáng),對水中污染物的去除效果也就越好。例如,在處理高濁度的河水時,使用氧化鋁含量為 30% 的 PAC,相較于含量為 25% 的產(chǎn)品,能更快速、有效地使水中的懸浮顆粒凝聚沉降,降低水的濁度。
鹽基度:鹽基度反映了 PAC 中羥基(OH⁻)與鋁離子(Al³⁺)的摩爾比,體現(xiàn)了 PAC 中羥基鋁離子的含量情況。鹽基度對 PAC 的溶解性和混凝性能有著重要影響。當(dāng)鹽基度過高時,PAC 在水中的溶解性可能會變差,導(dǎo)致其無法充分分散,難以與水中雜質(zhì)充分接觸并發(fā)揮混凝作用;而鹽基度過低,又會影響其水解產(chǎn)物的形態(tài)和性質(zhì),使得混凝過程中對顆粒的吸附架橋和網(wǎng)捕能力下降 。不同鹽基度的 PAC 適用于不同水質(zhì),比如處理高堿度廢水時,選擇鹽基度相對較低的 PAC 產(chǎn)品,能更好地適應(yīng)廢水的堿性環(huán)境,發(fā)揮其混凝性能;而處理一般的中性或弱酸性水質(zhì)時,鹽基度適中的 PAC 往往效果更佳 。
不同廠家生產(chǎn)的同規(guī)格 PAC,鹽基度可能不同。70% 的鹽基度適合低濁度水,85% 的鹽基度適合高濁度水,鹽基度相差 5%,就可能導(dǎo)致加藥量波動 20% 。若實(shí)際水質(zhì)與 PAC 鹽基度不匹配,會影響使用效果,如用適合高濁度水的高鹽基度 PAC 處理低濁度水,可能出現(xiàn)絮凝過度或不足等問題 。PAC 有多種類型,包括普通型、復(fù)合型等。普通型 PAC 適用于處理大多數(shù)常規(guī)水質(zhì);復(fù)合型 PAC 則是在普通 PAC 的基礎(chǔ)上,添加了其他成分或經(jīng)過特殊工藝處理,使其在處理復(fù)雜水質(zhì)(如含有多種污染物、水質(zhì)波動較大的工業(yè)廢水等)時具有更好的混凝效果。例如,在處理印染廢水時,由于其水質(zhì)成分復(fù)雜,含有大量的染料、助劑等有機(jī)物,使用復(fù)合型 PAC 可能會比普通型 PAC 對廢水中的污染物有更好的去除效果,能夠更有效地降低廢水的色度和化學(xué)需氧量(COD) 。PAC 的溶解性決定了其在水中的分散程度和混凝速度。良好的溶解性能使 PAC 迅速、均勻地分散在水中,與水中的懸浮顆粒、膠體等雜質(zhì)充分接觸,快速發(fā)揮混凝作用。相反,溶解性差的 PAC 在水中難以充分溶解,會形成部分未溶解的顆粒或團(tuán)塊,不僅無法有效發(fā)揮混凝功能,還可能堵塞加藥設(shè)備和管道。例如,在冬季低溫環(huán)境下,部分 PAC 產(chǎn)品的溶解性會變差,導(dǎo)致其在水中的溶解速度變慢,混凝反應(yīng)不充分,使得絮凝體形成緩慢且小而松散,不利于沉降,從而影響 PAC 的使用效果 。
水質(zhì)條件
pH 值:pH 值對 PAC 的混凝效果影響極大,因?yàn)樗鼤淖?PAC 中鋁離子的水解形態(tài)和存在形式。PAC 在 pH 值為 6 - 9 的范圍內(nèi)通常具有最佳的混凝效果。當(dāng) pH 值小于 6 時,酸性較強(qiáng),會抑制 PAC 中鋁離子的水解反應(yīng),使其主要以 Al³⁺ 離子形式存在,難以形成具有良好吸附和絮凝能力的氫氧化鋁(Al (OH)₃ )膠體,從而導(dǎo)致混凝效果變差;當(dāng) pH 值大于 9 時,堿性較強(qiáng),鋁離子會水解生成偏鋁酸根離子(AlO₂⁻ ),同樣失去了良好的混凝性能。例如,在處理酸性工業(yè)廢水時,如果不先調(diào)節(jié) pH 值,直接投加 PAC,可能無法達(dá)到預(yù)期的混凝效果;而在處理堿性污水時,也需要將 pH 值調(diào)整到合適范圍,才能使 PAC 有效發(fā)揮作用 。水溫:水溫低時,PAC 的水解速度慢,分子運(yùn)動減緩,導(dǎo)致其與水中雜質(zhì)的碰撞機(jī)會減少,絮凝體不易形成且小而松散,沉降速度慢,不利于后續(xù)的沉淀分離。例如,在寒冷地區(qū)的冬季,水溫可能只有幾攝氏度,此時 PAC 的混凝效果會明顯減弱,可能需要增加投藥量或者采取適當(dāng)?shù)募訜岽胧﹣硖岣咚疁兀纳苹炷ЧA硪环矫妫疁剡^高(但在實(shí)際水處理場景中一般較少出現(xiàn)水溫過高情況)可能會使 PAC 的某些成分發(fā)生熱降解或其他化學(xué)反應(yīng),影響其穩(wěn)定性和混凝性能 。懸浮顆粒含量:當(dāng)懸浮顆粒含量適中且顆粒大小不一時,顆粒之間的碰撞機(jī)會較多,有利于 PAC 發(fā)揮電中和、吸附架橋等作用,促進(jìn)絮凝體的形成和長大。然而,當(dāng)懸浮顆粒含量過低時,顆粒間的碰撞機(jī)會減少,難以形成較大的絮凝體,不利于絮凝的形成;而懸浮顆粒含量過高,可能會超出 PAC 的處理能力,導(dǎo)致 PAC 無法充分覆蓋和凝聚所有顆粒,同樣會影響混凝效果。此外,顆粒的性質(zhì)(如表面電荷、親水性等)和大小分布也會影響混凝效果。例如,顆粒細(xì)小且均勻時,由于比表面積大,表面電荷相對較多,會增加 PAC 的投加量才能達(dá)到較好的混凝效果,而且形成的絮凝體也相對較小,沉降性能較差 。有機(jī)物及其他雜質(zhì)含量:水中的有機(jī)物含量過高會對 PAC 的絮凝效果產(chǎn)生不利影響。這是因?yàn)橛袡C(jī)物會與 PAC 發(fā)生競爭吸附,占據(jù) PAC 的活性吸附位點(diǎn),降低其對懸浮顆粒的吸附能力;同時,部分有機(jī)物還可能會包裹在懸浮顆粒表面,阻礙 PAC 與顆粒的接觸,使絮凝過程難以順利進(jìn)行。例如,在處理含有大量腐殖質(zhì)等有機(jī)物的地表水時,需要增加 PAC 的投藥量才能達(dá)到較好的絮凝效果。此外,水中的其他雜質(zhì)如二價以上的正離子(如 Ca²⁺、Mg²⁺ 等)一般對混凝有一定的促進(jìn)作用,它們可以通過壓縮膠體顆粒的雙電層,增強(qiáng) PAC 的電中和能力;而某些陰離子(如磷酸根離子、硫酸根離子等)、表面活性物質(zhì)等則可能會與 PAC 發(fā)生反應(yīng)或干擾其作用過程,對混凝產(chǎn)生不利影響 。
使用條件
投加量:PAC 的投加量需要根據(jù)水質(zhì)和處理目標(biāo)進(jìn)行控制。投加量過少,無法提供足夠的混凝成分來中和水中膠體顆粒的電荷,也難以形成有效的吸附架橋作用,導(dǎo)致無法有效絮凝污水中的雜質(zhì);而投加量過多,不僅會增加處理成本,還可能產(chǎn)生負(fù)面效果,如使膠體顆粒表面電荷被過度中和,導(dǎo)致顆粒重新穩(wěn)定,出現(xiàn) “返渾” 現(xiàn)象,使?jié)岫壬仙@纾谔幚砟骋惶囟ㄎ鬯畷r,通過燒杯試驗(yàn)確定最佳投加量為 50mg/L,如果實(shí)際投加量僅為 30mg/L,可能會發(fā)現(xiàn)水中懸浮物去除不徹底;若投加量增加到 80mg/L,則可能出現(xiàn)出水濁度不降反升的情況 。混合與反應(yīng)時間:PAC 與水的混合程度和反應(yīng)時間對其混凝效果至關(guān)重要。在混合階段,需要快速攪拌,使 PAC 迅速、均勻地分散在水中,與水中雜質(zhì)充分接觸,這一過程一般持續(xù) 1 - 2 分鐘。如果混合不充分,PAC 會在水中局部濃度過高或過低,無法與所有雜質(zhì)有效接觸,導(dǎo)致混凝不完全。在反應(yīng)階段,攪拌速度要逐漸減慢,給予足夠的反應(yīng)時間(通常 10 - 20 分鐘)讓絮體成長。反應(yīng)時間過短,絮凝體來不及長大,難以沉降分離;而反應(yīng)時間過長,已形成的絮體可能會被攪拌打碎,影響沉淀效果。