聚氯化鋁（PAC）

聚氯化鋁（PAC）詳解

一、基本定義與化學性質1≤n≤5，m≤10），介于AlCl?和Al(OH)?之間，通過羥基橋聯作用形成多核絡合物。其核心優勢在于高電荷密度和聚合鏈式結構，能有效發揮電中和與吸附架橋作用。

1. 物理特性

• 外觀：固體呈黃色、淡黃色、深褐色或白色（高純無鐵級），液體為無色至黃褐色透明溶液。

• 溶解性：易溶于水，水解后生成Al(OH)?膠體，伴隨凝聚、吸附和沉淀過程。

• 穩定性：噴霧干燥型PAC穩定性最佳，適應水域寬，沉淀速度快。

二、作用機理與核心優勢

1. 絮凝機理

• 電中和：PAC水解產生的Al3?與水中膠體顆粒（如黏土、有機物）的負電荷中和，降低顆粒穩定性。

• 吸附架橋：羥基絡合物通過氫鍵和范德華力吸附顆粒，形成“礬花"并沉降。

• 網捕作用：高聚合度產物可包裹微小顆粒，協同沉淀。

2. 優勢特點

• 高效性：絮凝速度比傳統硫酸鋁快2-3倍，適用pH范圍廣（5.0-9.0）。

• 低腐蝕性：對管道和設備侵蝕小，無需額外防腐處理。

• 低成本：用量比傳統絮凝劑減少30%，綜合成本降低40%以上。

• 多功能性：可去除SS、COD、重金屬（如砷、汞）、放射性物質及浮油。

三、應用領域

1. 水處理

• 飲用水凈化：符合國標GB15892-2009，用于去除濁度、色度、微生物及重金屬，白色PAC食品級用水。

• 工業廢水：適用于印染、造紙、電鍍、油田等行業，處理高濃度有機廢水、含油廢水及重金屬污水。

• 城市污水：強化一級處理，快速固液分離，降低后續生化系統負荷。

2. 特殊場景

• 除磷：Al3?與磷酸根生成AlPO?沉淀，同步通過水解產物網捕磷元素。

• 低溫/低濁水：噴霧干燥型PAC在低溫（如北方冬季）和低濁度水中仍保持高效。

四、生產工藝與分類

1. 原料與工藝

• 金屬鋁法：以鋁灰、鋁屑為原料，經酸法、堿法或中和法制備，成本較低但雜質較多。

• 法：高純度原料生產，鹽基度可控，適合飲用水級PAC。

• 三氧化二鋁法：利用高嶺土、煤矸石等，分步焙燒和酸浸，資源利用率高。

• 噴霧干燥工藝：制得高溶解性、低不溶物的白色或淺黃色PAC，用于領域。

2. 產品分類

• 白色：高純無鐵，用于食品、醫藥、化妝品。

• 金黃色/淡黃色：主流污水處理型號，鋁氧含量27%-30%。

• 褐色/棕色：含鐵量高，適用于低溫低濁水。

• 按形態：液體（濃度10%-20%）、固體（粉末/顆粒）。

• 按顏色：

五、技術指標與使用規范

1. 關鍵指標

• 氧化鋁（Al?O?）含量：液體≥10%，固體≥27%（優等品）。

• 鹽基度：40%-90%，越高則絮凝效果越好，但過高可能增加粘度。

• 重金屬：砷≤0.0001%，鉛≤0.001%，鎘≤0.0002%。

  使用方法

• 稀釋配比：固體按1:3加水溶解，再稀釋10-30倍；液體直接稀釋至目標濃度。

• 投加量：原水濁度100-500mg/L時，每千噸水投加10-20kg。

• 調整策略：若礬花少且余濁高，需增加投量；若礬花大且上翻，則減少投量。

2. 注意事項

• pH控制：優良效果pH=6.5-7.5，超出范圍需預處理調節。

• 攪拌強度：溶解時攪拌速度20-200rpm，避免過度剪切破壞絮體。

• 存儲：陰涼干燥處密封保存，液態PAC保質期較短（約6個月）。

六、對比與局限性

1. vs 傳統絮凝劑

• 硫酸鋁：PAC絮凝速度更快，污泥量減少30%，適用pH更廣。

• 聚丙烯酰胺（PAM）：PAC沉降速度較慢，但復配使用（先PAC后PAM）可提升效率。

2. 局限性

• 次生污染：過量投加可能導致鋁殘留，需控制劑量。

• 低溫低效：低溫下（<5℃）需升溫或復配其他藥劑。

總的來說，聚氯化鋁（PAC）憑借其高效絮凝、廣譜適應性和經濟性，成為水處理領域的一線選擇。未來研發方向包括提高鹽基度、降低鋁殘留及開發綠色復合絮凝劑（如PAC-PAM復配）。應用時需根據水質特點選型，優化投加方案以平衡效果與成本。