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聚合氯化鋁除硅機理和涉及的因素

聚合氯化鋁(簡稱聚鋁，代號PAC，也稱堿式氯化鋁、輕基氯化鋁)，其化學經驗式可表示為[Al2(0H)nCl(6-n)]。(n<6，m為聚合度)，是鋁鹽水解聚合產物，鹽基度一般控制在45%-75%[30]。實際應用表明，PAC混凝效果為傳統低分子鋁鹽的2-3倍，具有投加量少，對水體pH值影響小，礬花形成速度快、適宜的投加范圍廣等一系列優點，在提高水處理效果方面表現了極大的優越性，尤其是在高濁度水處理方面，PAC對濁度和色度等均有很好的去除率，又由于其無毒、無害于環境，符合水處理藥劑的發展方向，在水處理中顯示了極大的優越性，呈現出良好的發展前景。
化學混凝除硅的機理涉及的因素很多，如水中雜質的成分和濃度、水溫、水的?pH?值、堿度，以及混凝劑的性質和混凝條件等。但歸結起來，可以認為主要是三方面的作用：
（1）壓縮雙電層作用。如前所述，水中硅膠粒能維持穩定的分散懸浮狀態，主要是由于膠粒的∫電位。如能消除或降低膠粒的∫電位，就有可能使微粒碰撞聚結，失去穩定性。在水中投加電解質—混凝劑可達此目的。例如天然水中帶負電荷的粘土膠粒，在投入鐵鹽或鋁鹽等混凝劑后，混凝劑提供的大量正離子會涌入膠體擴散層甚至吸附層。因為膠核表面的總電位不變，增加擴散層及吸附層中的正離子濃度，就使擴散層減薄。當大量正離子涌入吸附層以致擴散層完全消失時，∫電位為零，稱為等電狀態。在等電狀態下，膠粒間靜電斥力消失，膠粒最易發生聚結。實際上，∫電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運動的動能時，膠粒就開始產生明顯的聚結，這時的∫電位稱為臨界電位。膠粒因電位降低或消除以致失去穩定性的過程，稱為膠粒脫穩。脫穩的膠粒相互聚結，稱為凝聚。壓縮雙電層作用是闡明膠體凝聚的一個重要理論。它特別適用于無機鹽混凝劑所提供的簡單離子的情況。但是，如僅用雙電層作用原理來解釋水中的混凝現象，會產生一些矛盾。例如，三價鋁鹽或鐵鹽棍凝劑投量過多時效果反而下降，水中的膠粒又會重新獲得穩定。又如在等電狀態下，混凝效果似應最好，但生產實踐卻表明，混凝效果最佳時的∫電位常大于零。于是提出了第二種作用。
（2）吸附架橋作用。三價鋁鹽或鐵鹽以及其他高分子混凝劑溶于水后，經水解和縮聚反應形成高分子聚合物，具有線性結構。這類高分子物質可被膠體微粒所強烈吸附。因其線性長度較大．當它的一端吸附某一膠粒后，另一端又吸附另一膠粒，在相距較遠的兩膠粒間進行吸附架橋，使顆粒逐漸結大，形成肉眼可見的粗大絮凝體。這種由高分子物質吸附架橋作用而使微粒相互粘結的過程，稱為絮凝。
（3）網捕作用。三價鋁鹽或鐵鹽等水解而生成沉淀物。這些沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結。
對高分子混凝劑特別是有機高分子混凝劑PAC，吸附架橋可能起主要作用；對氯化鋁鋁等無機混凝劑，壓縮雙電層作用和吸附架橋作用以及網捕作用都具有重要作用。

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