聚合氯化鋁在除磷方面具有顯著作用,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一、化學(xué)沉淀作用
形成磷酸鹽沉淀:聚合氯化鋁(PAC)投入水中后,其中的鋁離子會與水中的磷酸根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成難溶性的磷酸鋁沉淀。例如,鋁離子(Al3?)與磷酸根離子(PO?3?)結(jié)合生成磷酸鋁(AlPO?)沉淀。這種沉淀反應(yīng)能夠有效地降低水中溶解性磷酸鹽的濃度,從而達(dá)到除磷的目的。
吸附共沉淀:除了直接形成沉淀外,聚合氯化鋁在水解過程中產(chǎn)生的大量氫氧化物絮體,具有較大的比表面積和吸附能力。這些絮體可以吸附水中的磷酸鹽,并與之一起沉淀下來。例如,PAC 水解產(chǎn)生的氫氧化鋁(Al (OH)?)絮體可以通過吸附作用將磷酸鹽包裹在其中,共同沉淀去除。
二、絮凝作用
電中和與架橋作用:聚合氯化鋁在水中會形成帶正電荷的水解產(chǎn)物,這些產(chǎn)物能夠與帶負(fù)電荷的磷酸鹽顆粒發(fā)生電中和作用,使磷酸鹽顆粒脫穩(wěn)。同時(shí),聚合氯化鋁的高分子聚合物結(jié)構(gòu)還能通過吸附架橋作用,將脫穩(wěn)的磷酸鹽顆粒連接在一起,形成較大的絮體。例如,在污水處理過程中,PAC 可以使水中的微小磷酸鹽顆粒凝聚成較大的絮團(tuán),便于后續(xù)的沉淀分離。
加速沉淀過程:形成的磷酸鹽絮體比單個(gè)磷酸鹽顆粒的沉降速度更快,能夠迅速沉淀到水底,從而實(shí)現(xiàn)高效除磷。例如,在沉淀池或氣浮池中,加入聚合氯化鋁后的磷酸鹽絮體能夠在較短的時(shí)間內(nèi)沉淀下來,提高了除磷效率。
三、影響除磷效果的因素
pH 值:pH 值對聚合氯化鋁的除磷效果有重要影響。在一定的 pH 范圍內(nèi),聚合氯化鋁的水解產(chǎn)物能夠與磷酸鹽更好地結(jié)合形成沉淀。一般當(dāng) pH 值在 5 - 8 之間時(shí),聚合氯化鋁的除磷效果較好。例如,在酸性條件下,鋁離子的水解程度較低,不利于磷酸鹽沉淀的形成;而在堿性較強(qiáng)的條件下,鋁離子會形成氫氧化鋁沉淀,也會降低除磷效果。
投加量:聚合氯化鋁的投加量直接影響除磷效果。投加量過少,無法充分與磷酸鹽反應(yīng),除磷效果不明顯;投加量過多,則會導(dǎo)致水中鋁離子殘留過高,造成二次污染,同時(shí)也增加了處理成本。因此,需要通過實(shí)驗(yàn)確定投加量。例如,在某污水處理廠中,技術(shù)人員通過小試、中試等實(shí)驗(yàn),確定了針對不同進(jìn)水磷酸鹽濃度的聚合氯化鋁更好投加量,實(shí)現(xiàn)了高效除磷的同時(shí),避免了過量投加帶來的問題。
水溫:水溫會影響聚合氯化鋁的水解速度和絮凝效果。一般水溫較高時(shí),聚合氯化鋁的水解速度加快,絮凝效果更好,除磷效果也相應(yīng)提高。但水溫過高或過低都對除磷效果產(chǎn)生不利影響。例如,在冬季水溫較低時(shí),聚合氯化鋁的除磷效果會有所下降,需要適當(dāng)增加投加量或采取其他輔助措施來提高除磷效果。
水中其他離子的影響:水中存在的其他離子,如鈣、鎂、鐵等,會與磷酸鹽競爭與聚合氯化鋁的結(jié)合,從而影響除磷效果。例如,當(dāng)水中鈣、鎂離子濃度較高時(shí),會形成磷酸鈣、磷酸鎂沉淀,減少與聚合氯化鋁結(jié)合的磷酸鹽量。此外,水中的有機(jī)物、懸浮物等也會干擾聚合氯化鋁與磷酸鹽的反應(yīng),降低除磷效果。
聚合氯化鋁通過化學(xué)沉淀和絮凝作用,能夠有效地去除水中的磷酸鹽,是一種常用的除磷藥劑。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)水質(zhì)情況和處理要求,合理調(diào)整聚合氯化鋁的投加量、pH 值等參數(shù),以提高除磷效果,同時(shí)避免二次污染。