生產中我們試著采用過不同廠家但同規格的PAC(聚合氯化鋁來舉例說明),使用中卻發現效果存在著明顯的差異,因此我們查找了相關類容,對相關知識做了一個總結,其中主要涉及PAC生產過程中的有:原材料差異、生產工藝、設備與技術、后處理工藝、產品純度與雜質含量、質量控制體系和穩定性、鹽基度差別。當然啦這些方面不是我們操心的,對于使用者我們更關注產品的采購和實際使用效果。
PAC 自身特性
含量:PAC 中氧化鋁(Al₂O₃)的含量是衡量其產品質量和混凝能力的關鍵指標。通常,氧化鋁含量越高,PAC 的混凝性能越強,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。當鹽基度過高時,PAC 在水中的溶解性可能會變差,導致其無法充分分散,難以與水中雜質充分接觸并發揮混凝作用;而鹽基度過低,又會影響其水解產物的形態和性質,使得混凝過程中對顆粒的吸附架橋和網捕能力下降 。不同鹽基度的 PAC 適用于不同水質,比如處理高堿度廢水時,選擇鹽基度相對較低的 PAC 產品,能更好地適應廢水的堿性環境,發揮其混凝性能;而處理一般的中性或弱酸性水質時,鹽基度適中的 PAC 往往效果更佳 。
不同廠家生產的同規格 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%,就可能導致加藥量波動 20% 。若實際水質與 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,可能出現絮凝過度或不足等問題 。PAC 有多種類型,包括普通型、復合型等。普通型 PAC 適用于處理大多數常規水質;復合型 PAC 則是在普通 PAC 的基礎上,添加了其他成分或經過特殊工藝處理,使其在處理復雜水質(如含有多種污染物、水質波動較大的工業廢水等)時具有更好的混凝效果。例如,在處理印染廢水時,由于其水質成分復雜,含有大量的染料、助劑等有機物,使用復合型 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、膠體等雜質充分接觸,快速發揮混凝作用。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�;驁F塊,不僅無法有效發揮混凝功能,還可能堵塞加藥設備和管道。例如,在冬季低溫環境下,部分 PAC 產品的溶解性會變差,導致其在水中的溶解速度變慢,混凝反應不充分,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 。
水質條件
pH 值:pH 值對 PAC 的混凝效果影響極大,因為它會改變 PAC 中鋁離子的水解形態和存在形式。PAC 在 pH 值為 6 - 9 的范圍內通常具有最佳的混凝效果。當 pH 值小于 6 時,酸性較強,會抑制 PAC 中鋁離子的水解反應,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,從而導致混凝效果變差;當 pH 值大于 9 時,堿性較強,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,在處理酸性工業廢水時,如果不先調節 pH 值,直接投加 PAC,可能無法達到預期的混凝效果;而在處理堿性污水時,也需要將 pH 值調整到合適范圍,才能使 PAC 有效發揮作用 。水溫:水溫低時,PAC 的水解速度慢,分子運動減緩,導致其與水中雜質的碰撞機會減少,絮凝體不易形成且小而松散,沉降速度慢,不利于后續的沉淀分離。例如,在寒冷地區的冬季,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的加熱措施來提高水溫,改善混凝效果。另一方面,水溫過高(但在實際水處理場景中一般較少出現水溫過高情況)可能會使 PAC 的某些成分發生熱降解或其他化學反應,影響其穩定性和混凝性能 。懸浮顆粒含量:當懸浮顆粒含量適中且顆粒大小不一時,顆粒之間的碰撞機會較多,有利于 PAC 發揮電中和、吸附架橋等作用,促進絮凝體的形成和長大。然而,當懸浮顆粒含量過低時,顆粒間的碰撞機會減少,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(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 。有機物及其他雜質含量:水中的有機物含量過高會對 PAC 的絮凝效果產生不利影響。這是因為有機物會與 PAC 發生競爭吸附,占據 PAC 的活性吸附位點,降低其對懸浮顆粒的吸附能力;同時,部分有機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行。例如,在處理含有大量腐殖質等有機物的地表水時,需要增加 PAC 的投藥量才能達到較好的絮凝效果。此外,水中的其他雜質如二價以上的正離子(如 Ca²⁺、Mg²⁺ 等)一般對混凝有一定的促進作用,它們可以通過壓縮膠體顆粒的雙電層,增強 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)、表面活性物質等則可能會與 PAC 發生反應或干擾其作用過程,對混凝產生不利影響 。
使用條件
投加量:PAC 的投加量需要根據水質和處理目標進行控制。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,導致無法有效絮凝污水中的雜質;而投加量過多,不僅會增加處理成本,還可能產生負面效果,如使膠體顆粒表面電荷被過度中和,導致顆粒重新穩定,出現 “返渾” 現象,使濁度上升。例如,在處理某一特定污水時,通過燒杯試驗確定最佳投加量為 50mg/L,如果實際投加量僅為 30mg/L,可能會發現水中懸浮物去除不徹底;若投加量增加到 80mg/L,則可能出現出水濁度不降反升的情況 。混合與反應時間:PAC 與水的混合程度和反應時間對其混凝效果至關重要。在混合階段,需要快速攪拌,使 PAC 迅速、均勻地分散在水中,與水中雜質充分接觸,這一過程一般持續 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,無法與所有雜質有效接觸,導致混凝不完全。在反應階段,攪拌速度要逐漸減慢,給予足夠的反應時間(通常 10 - 20 分鐘)讓絮體成長。反應時間過短,絮凝體來不及長大,難以沉降分離;而反應時間過長,已形成的絮體可能會被攪拌打碎,影響沉淀效果。