聚合氯化鋁凈水原理

大家都知道聚合氯化鋁的(de)作用用途是什么，它的(de)特點大家也不(bu)陌生(sheng)，那(nei)它是如何凈(jing)水的(de)呢，它的(de)凈(jing)水原理(li)是什么呢？下(xia)面(mian)帶(dai)大家一起來了解一下(xia)。

聚(ju)合(he)氯化鋁(lv)(lv)是一種無機高(gao)分子混凝劑，又被(bei)簡稱為(wei)聚(ju)鋁(lv)(lv)，英文縮寫為(wei)PAC，由于氫氧根(gen)離子的(de)架橋作(zuo)用和多價(jia)陰(yin)離子的(de)聚(ju)合(he)作(zuo)用而生產的(de)分子量(liang)較 大、電荷較高(gao)的(de)無機高(gao)分子水處理藥劑。

顏色外觀(guan)：呈黃色或淡黃色、深褐色、深灰色樹脂狀(zhuang)固體。

聚合氯(lv)化鋁(lv)的(de)凈水原(yuan)理

壓縮雙電層

膠團雙電層的構造決定了在膠粒(li)表(biao)(biao)面處反離子(zi)的濃(nong)(nong)度(du)(du)大，隨著膠粒(li)表(biao)(biao)面向外的距離越大則(ze)反離子(zi)濃(nong)(nong)度(du)(du)越低，終與溶(rong)液(ye)中(zhong)離子(zi)濃(nong)(nong)度(du)(du)相等。當向溶(rong)液(ye)中(zhong)投加(jia)電解質，使溶(rong)液(ye)中(zhong)離子(zi)濃(nong)(nong)度(du)(du)增高，則(ze)擴(kuo)散層的厚度(du)(du)減(jian)小。

當(dang)兩個膠粒互(hu)(hu)相(xiang)接近時，由于擴散層(ceng)厚度(du)減小，ξ電位降低，因此它們互(hu)(hu)相(xiang)排斥的(de)(de)(de)力就(jiu)(jiu)減小了(le)，也就(jiu)(jiu)是溶液中離(li)子濃度(du)高(gao)的(de)(de)(de)膠間(jian)斥力比離(li)子濃度(du)低的(de)(de)(de)要(yao)小。膠粒間(jian)的(de)(de)(de)吸力不受水相(xiang)組成的(de)(de)(de)影響(xiang)，但由于擴散減薄(bo)，它們相(xiang)撞時的(de)(de)(de)距離(li)就(jiu)(jiu)減小了(le)，這(zhe)樣(yang)相(xiang)互(hu)(hu)間(jian)的(de)(de)(de)吸力就(jiu)(jiu)大了(le)。可見其排斥與(yu)吸引的(de)(de)(de)合力由斥力為(wei)主變成以吸力為(wei)主(排斥勢能(neng)(neng)消失了(le))，膠粒得以迅(xun)速凝(ning)聚。這(zhe)個機理能(neng)(neng)較好地解釋港(gang)灣處(chu)的(de)(de)(de)沉積現(xian)象，因淡(dan)水進入海水時，鹽類(lei)增加，離(li)子濃度(du)增高(gao)，淡(dan)水挾帶(dai)膠粒的(de)(de)(de)穩定性降低，所以在港(gang)灣處(chu)粘土和(he)其它膠體顆粒易沉積。

根據這個機理，當(dang)溶液中外加(jia)電解(jie)質(zhi)超過發(fa)生凝(ning)(ning)聚(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)臨界凝(ning)(ning)聚(ju)(ju)(ju)(ju)濃度很多(duo)時(shi)，也(ye)不(bu)會有更多(duo)超額的(de)(de)反離子進(jin)入擴(kuo)散(san)層，不(bu)可(ke)(ke)能(neng)出現膠(jiao)粒改變(bian)符(fu)號而使(shi)膠(jiao)粒重(zhong)新(xin)穩定(ding)(ding)的(de)(de)情況。這樣的(de)(de)機理是(shi)藉單(dan)純靜電現象(xiang)來(lai)說明(ming)電解(jie)質(zhi)對膠(jiao)粒脫(tuo)穩的(de)(de)作(zuo)用(yong)，但它(ta)沒有考慮脫(tuo)穩過程(cheng)中其它(ta)性質(zhi)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(如(ru)(ru)吸附)，因(yin)此不(bu)能(neng)解(jie)釋復雜(za)的(de)(de)其它(ta)一(yi)些脫(tuo)穩現象(xiang)，例如(ru)(ru)三(san)價鋁鹽與鐵鹽作(zuo)混凝(ning)(ning)劑投量過多(duo)，凝(ning)(ning)聚(ju)(ju)(ju)(ju)效(xiao)果(guo)反而下降，甚至(zhi)重(zhong)新(xin)穩定(ding)(ding)；又(you)如(ru)(ru)與膠(jiao)粒帶(dai)同電號的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合物或(huo)高分子有機物可(ke)(ke)能(neng)有好的(de)(de)凝(ning)(ning)聚(ju)(ju)(ju)(ju)效(xiao)果(guo)：等電狀態(tai)應有更好的(de)(de)凝(ning)(ning)聚(ju)(ju)(ju)(ju)效(xiao)果(guo)，但往往在(zai)生產實踐(jian)中ξ電位大于零時(shi)混凝(ning)(ning)效(xiao)果(guo)卻少等。

實際上在水溶液(ye)中投加混凝(ning)劑使膠粒脫(tuo)穩現象涉及到(dao)膠粒與混凝(ning)劑，膠粒與水溶液(ye)，混凝(ning)劑與水溶液(ye)三(san)個方面(mian)的相(xiang)互作用，是(shi)一個綜合的現象。

吸附電中(zhong)和

吸附(fu)電(dian)中和作(zuo)用指粒(li)(li)表面(mian)對異(yi)號離(li)子(zi)，異(yi)號膠粒(li)(li)或鏈(lian)狀離(li)分子(zi)帶異(yi)號電(dian)荷(he)的(de)部(bu)位有(you)強烈的(de)吸附(fu)作(zuo)用，由于這種吸附(fu)作(zuo)用中和了它的(de)部(bu)分電(dian)荷(he)，減少(shao)了靜(jing)電(dian)斥力(li)，因(yin)而(er)容易與(yu)其它顆粒(li)(li)接(jie)近而(er)互(hu)相吸附(fu)。此(ci)時靜(jing)電(dian)引(yin)力(li)常是(shi)這些作(zuo)用的(de)主要方面(mian)，但在不少(shao)的(de)情況下(xia)，其它的(de)作(zuo)用了超過靜(jing)電(dian)引(yin)力(li)。

舉例來(lai)說，用Na+與十二(er)烷基銨離(li)(li)子(zi)(C12H25NH3+)去除帶負電荷(he)的(de)(de)碘化銀溶液(ye)造(zao)成的(de)(de)濁度，發現同是一(yi)價的(de)(de)有機(ji)胺離(li)(li)子(zi)脫穩的(de)(de)能力比Na+大得多，Na+過量(liang)投(tou)加不會造(zao)成膠(jiao)(jiao)粒(li)再(zai)穩，而有機(ji)胺離(li)(li)子(zi)則不然，超過一(yi)定(ding)投(tou)置時能使膠(jiao)(jiao)粒(li)發生再(zai)穩現象(xiang)，說明膠(jiao)(jiao)粒(li)吸(xi)附了過多的(de)(de)反離(li)(li)子(zi)，使原來(lai)帶的(de)(de)負電荷(he)轉變(bian)成帶正電荷(he)。鋁鹽、鐵鹽投(tou)加量(liang)高(gao)時也發生再(zai)穩現象(xiang)以及帶來(lai)電荷(he)變(bian)號。上(shang)面(mian)的(de)(de)現象(xiang)用吸(xi)附電中和的(de)(de)機(ji)理解(jie)釋是很合適的(de)(de)。

吸附架橋作用

吸(xi)附(fu)(fu)架橋作(zuo)用機理主要是指高分(fen)子物(wu)質與(yu)(yu)(yu)膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)的吸(xi)附(fu)(fu)與(yu)(yu)(yu)橋連(lian)。還可以理解(jie)成兩個(ge)大的同號(hao)膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)中間由于有(you)一(yi)(yi)個(ge)異號(hao)膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)而連(lian)接在(zai)(zai)一(yi)(yi)起。高分(fen)子絮凝(ning)(ning)劑具(ju)有(you)線性結構(gou)，它(ta)們具(ju)有(you)能(neng)與(yu)(yu)(yu)膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)表(biao)面(mian)(mian)某些部位(wei)起作(zuo)用的化學(xue)基(ji)團(tuan)，當高聚(ju)合(he)(he)物(wu)與(yu)(yu)(yu)膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)接觸時，基(ji)團(tuan)能(neng)與(yu)(yu)(yu)膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)表(biao)面(mian)(mian)產生特殊(shu)的反應而相互吸(xi)附(fu)(fu)，而高聚(ju)物(wu)分(fen)子的其余部分(fen)則(ze)(ze)伸展(zhan)在(zai)(zai)溶液中，可以與(yu)(yu)(yu)另一(yi)(yi)個(ge)表(biao)面(mian)(mian)有(you)空位(wei)的膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)吸(xi)附(fu)(fu)，這樣聚(ju)合(he)(he)物(wu)就起了架橋連(lian)接的作(zuo)用。假如膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)少，上(shang)述聚(ju)合(he)(he)物(wu)伸展(zhan)部分(fen)粘連(lian)不(bu)著第二個(ge)膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)，則(ze)(ze)這個(ge)伸展(zhan)部分(fen)遲早還會被原(yuan)先(xian)的膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)吸(xi)附(fu)(fu)在(zai)(zai)其他(ta)部位(wei)上(shang)，這個(ge)聚(ju)合(he)(he)物(wu)就不(bu)能(neng)起架橋作(zuo)用了，而膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)又處于穩定狀(zhuang)態。高分(fen)子絮凝(ning)(ning)劑投加量過(guo)大時，會使膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)表(biao)面(mian)(mian)飽和(he)產生再穩現象(xiang)。已經架橋絮凝(ning)(ning)的膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)，如受到劇(ju)烈的長時間的攪(jiao)拌，架橋聚(ju)合(he)(he)物(wu)可能(neng)從另一(yi)(yi)膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)表(biao)面(mian)(mian)脫(tuo)開，重又卷(juan)回原(yuan)所在(zai)(zai)膠(jiao)(jiao)粒(li)(li)(li)表(biao)面(mian)(mian)，造成再穩定狀(zhuang)態。

聚(ju)合物(wu)在膠粒(li)表(biao)面(mian)(mian)的(de)吸附來源于各種物(wu)理(li)化(hua)學作用，如范德(de)華(hua)引力(li)、靜(jing)電(dian)引力(li)、氫鍵、配位鍵等，取決于聚(ju)合物(wu)同(tong)膠粒(li)表(biao)面(mian)(mian)二(er)者化(hua)學結構的(de)特(te)點。這個機理(li)可解釋非離子(zi)型或帶(dai)同(tong)電(dian)號的(de)離子(zi)型高分(fen)子(zi)絮凝劑能得到好的(de)絮凝效果的(de)現象。

沉(chen)淀物網捕機理(li)

當金屬(shu)鹽(如(ru)硫(liu)酸(suan)鋁或(huo)氯(lv)化(hua)鐵)或(huo)金屬(shu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)和氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)石灰)作凝(ning)聚(ju)劑(ji)(ji)時，當投(tou)加量大(da)得足(zu)以(yi)迅速(su)沉(chen)(chen)淀(dian)金屬(shu)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2或(huo)金屬(shu)碳酸(suan)鹽(如(ru)CaCO3)時，水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)膠粒(li)可(ke)被這些沉(chen)(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)在形(xing)成(cheng)時所(suo)網捕(bu)。當沉(chen)(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)是帶正(zheng)電荷(Al(OH)3及Fe(OH)3在中(zhong)(zhong)(zhong)性(xing)和酸(suan)性(xing)pH范圍(wei)內)時，沉(chen)(chen)淀(dian)速(su)度可(ke)因溶(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)存(cun)在陰離(li)子(zi)而加快，例如(ru)硫(liu)酸(suan)銀離(li)子(zi)。此外水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)膠粒(li)本身(shen)可(ke)作為這些金屬(shu)氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)沉(chen)(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)形(xing)成(cheng)的(de)核(he)心，所(suo)以(yi)凝(ning)聚(ju)劑(ji)(ji)更(geng)佳投(tou)加量與(yu)被除去物(wu)(wu)(wu)質(zhi)的(de)濃度成(cheng)反比(bi)，即膠粒(li)越多，金屬(shu)凝(ning)聚(ju)劑(ji)(ji)投(tou)加量越少。