聚合氯化铝除磷的三大作用机理:从水解沉淀到网捕絮凝
随着含磷废水排放标准的收紧,越来越多的企业在原有工艺基础上补加化学除磷环节。但不少人发现,只投除磷剂时沉淀池里的泥又细又散,沉降速度慢,出水容易带泥返浑。这时候配合聚合氯化铝使用,往往能让效果上一个台阶。要理解其中的原因,得先从这种药剂本身的结构和性质说起。
一、PAC是什么:结构与基本性质
聚合氯化铝简称聚铝,英文缩写PAC(poly aluminum chloride),是介于三氯化铝与氢氧化铝之间的一种水溶性无机高分子聚合物,属于新兴净水材料,外观常见白色、黄色或棕褐色。依托氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用,成品相对分子质量较大、所带电荷较高。它具备吸附、凝聚、沉淀等多重功能,与传统无机混凝剂的根本区别在于后者多为低分子结晶盐,而PAC的结构由形态多变的多元羧基络合物组成,絮凝沉淀速度快、适用pH值范围宽,对管道设备基本无腐蚀,净水效果明显,还能同步去除水中的SS、COD、总磷及砷、汞等重金属离子,目前广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。
二、在除磷中扮演的三重角色
- 化学沉淀:PAC投加后在含磷废水中水解产生三价铝离子,与废水中的可溶性磷酸盐结合反应,转变成非溶解性的磷酸盐沉淀,从化学反应层面直接削减磷酸根;
- 电中和与架桥混凝:其在废水中分解后,对磷酸根离子表面的电荷层进行压缩,再通过吸附架桥作用使磷酸根与其他有机污染物迅速混凝成团、粘结成絮体沉降;
- 网捕扫裹:对单独投加除磷剂后产生的细小颗粒状悬浮物,依靠网捕机理和吸附架桥作用使其长大变粗,进而凝结、集聚成较大颗粒沉到底部,最后经固液分离排出上层清液。
简单说,除磷剂负责把磷变成不溶物,PAC负责把这些不溶物聚拢成可以沉降的大絮体,两者分工明确。
三、工程应用中的搭配建议
化学除磷生成的沉淀颗粒细小、密度低,单纯投加除磷剂即使充分反应后长时间静置,也难以形成较大的沉淀物,沉淀效率偏低,这是很多项目加药后出水仍带浑浊的根本原因。工程上通常先投除磷剂完成反应,再补投适量PAC强化混凝,具体顺序与配比应通过烧杯试验确定。若除磷负荷本身不高,也可以直接用PAC承担化学除磷与混凝的双重任务,减少药剂种类,简化加药系统与运维流程。
小结
除磷不只是把磷变沉淀,还要让沉淀顺利沉下去,PAC正是在后一环节发挥关键作用。想了解自家废水适合哪种药剂配比,可以把水样送到水处理1号店,工程师会安排小试并给出具体的搭配方案。