摘要:聚合氯化鋁(PAC)由于具有投加量少、絮體大、絮體沉降速度快、成本低、混凝效果好等優點,目前在國內外廣泛應用于水和污水處理上。對PAC在污水處理中的應用情況進行了綜合論述,并展望了PAC研究前景。PAC在污水處理中的應用方式主要有:PAC直接處理污水、PAC與其他工藝組合處理污水、PAC與其他藥劑復配處理污水、改性PAC處理污水。
聚合氯化鋁是一種高性能無機高分子絮凝劑,與其他無機高分子混凝劑相比,其具有分子結構大,吸附能力強,混凝性能好,絮體大,絮體沉降速度快,投加量少,成本低等優點。目前,聚合氯化鋁已廣泛應用于水和廢水的處理。
化學混凝是水和廢水處理過程中不可缺少的工藝,以減少過量存在的污染負荷,其決定著后續工藝的運行工況、出水質量和運行成本。混凝劑性能的優劣是混凝工藝運行良好與否的一個關鍵因素。對混凝劑的選擇決定混凝工藝對出水水質的運行效果。聚合氯化鋁憑借其所具有的優點,逐步取代其他無機混凝劑,在水和廢水處理中占有重要的位置,已占有混凝劑市場90%以上的份額。
1、聚合氯化鋁混凝機理
聚合氯化鋁不是單一形態,而是包括單體和聚合體,按一定比例存在的多態物質,即Al3+到Al(OH)3之間一系列準穩態物質。更多研究專注于羥基聚合氯化鋁,它是一種多核聚體。
在近中性的水溶液中,聚合體主要以二維或三維的鏈狀顆粒形式存在,與低分子無機混凝劑相比,具有優異的電中和、網捕卷掃和吸附架橋的作用。因此,聚合氯化鋁的混凝機理屬于多核羥基絡合物表面絡合,表面水解和表面沉淀的過程。聚鋁水解產生的多核羥基絡合物對水中膠體顆粒進行電中和、壓縮擴散層、降低ξ電位和水化膜,使顆粒脫穩,再經過吸附架橋和網捕卷掃作用生成粗絮體而實現水分離。
2、聚合氯化鋁用于污水處理
目前,聚合氯化鋁已應用于多種污水的處理技術中,主要包括印染廢水、造紙制漿廢水、啤酒廠廢水等,效果顯著。根據聚合氯化鋁在污水處理中應用的方式不同,可分為:聚合氯化鋁直接用于處理污水、聚合氯化鋁作為預處理工藝處理污水、聚合氯化鋁與其他水處理藥劑復配處理污水、改性聚合氯化鋁用于污水處理等。
2.1 聚合氯化鋁直接處理污水
在廢水處理過程中,聚合氯化鋁直接用于污水化學混凝處理,可降低廢水的色度、濁度、SS及一定比例的COD和BOD,同時也可通過吸附沉淀去除部分N和P。用聚合氯化鋁直接處理生活污水、造紙制漿廢水和印染廢水等高濁度和高色度的廢水,化學混凝沉淀后可降低廢水的濁度和色度。
聚合氯化鋁在處理生活污水方面有很高的應用價值,通過混凝杯罐實驗,研究聚合氯化鋁對生活污水的混凝處理效果,從藥劑投加量及污水pH值兩方面進行試驗,結果表明,聚合氯化鋁對生活污水的濁度、色度和COD的去除有明顯效果,濁度去除率達到97.8%,色度去除率為62.5%,COD去除率為51.6%。雖然其處理成本和沉渣量均大于生化處理,但出水水質優于生化處理。聚合氯化鋁在廢水處理上用得較多的是對印染廢水的脫色處理。聚合氯化鋁是一種優異的印染廢水脫色絮凝劑。另外,聚合氯化鋁也可用于高濃度廢水的處理。
2.2 聚合氯化鋁與其他工藝組合處理污水
對于某些廢水的處理,聚合氯化鋁化學混凝可作為一項預處理工藝,與其他工藝組合對廢水進行處理,可達到良好的效果。常見的組合工藝為混凝加生化處理,另外,聚合氯化鋁與強氧化劑組合對污水的處理也較好。
2.3 聚合氯化鋁與其他藥劑復配處理污水
通常情況下,對某些廢水的處理,單純使用聚合氯化鋁不能得到很好效果,而與其他藥劑復配處理污水,可以得到很好的處理效果。如和聚丙烯酰胺一起使用,可增強聚合氯化鋁對造紙制漿廢水的處理效果。且在使用中產生的絮體大而密實、沉降速度快、產生污泥量少,藥劑用量少。
2.4 改性聚合氯化鋁處理污水
對聚合氯化鋁進行改性,可增強聚合氯化鋁對污水處理的性能,提高聚合氯化鋁對污水的處理范圍。改性聚合氯化鋁處理污水的特點,具有用藥量少,沉降速度快、絮體粗大、易于過濾等,去除效果明顯提高,有很好發展前途。
3、結論與展望
聚合氯化鋁是一種良好的無機高分子絮凝劑,以其優良的性能、寬適用范圍、低成本而得到廣泛的使用,應用于污水的處理,可得到良好的處理效果。目前,聚合氯化鋁已經在污水處理中普遍使用,市場占有率高,在今后較長時間內它仍將是主要的水質處理藥劑。
在今后的研究中,除了要對聚合氯化鋁基本理論的研究外,還要對聚合氯化鋁的改進進行研究。在生產過程中,引入陽離子,從某種程度上改變聚合氯化鋁的形態結構分布,并且與其他藥劑復配使用,制得混凝劑。