聚合氯化鋁與其他水處理劑協(xié)同作用的機(jī)制及影響協(xié)同效果的因素

聚合氯化鋁（PAC）作為一種應(yīng)用廣泛的無機(jī)高分子絮凝劑，常與其他水處理劑配合使用，以達(dá)到更好的水處理效果。以下將詳細(xì)闡述其與其他水處理劑協(xié)同作用的機(jī)制及影響協(xié)同效果的因素。

聚合氯化鋁與其他水處理劑協(xié)同作用的機(jī)制

• 電性中和與吸附架橋協(xié)同：PAC 通過水解 - 聚合產(chǎn)生帶正電的產(chǎn)物，對水中膠體顆粒或膠體污染物進(jìn)行電性中和、脫穩(wěn)。當(dāng)與如聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDADMAC）等陽離子型有機(jī)高分子絮凝劑聯(lián)用時，PDADMAC 長鏈上的陽離子基團(tuán)可進(jìn)一步對脫穩(wěn)的膠體顆粒進(jìn)行吸附架橋，使小顆粒聚集成大的絮凝體。以處理乳化液廢水為例，PAC 先初步降低廢水的濁度和部分有機(jī)物，后續(xù)加入的有機(jī)絮凝劑通過吸附架橋作用，將 PAC 形成的小絮體進(jìn)一步連接成大的絮體，從而加速沉淀分離。
• 氧化 - 絮凝協(xié)同：在 Fenton 法 - 聚合氯化鋁組合工藝處理高濃度乳化液廢水中，F(xiàn)enton 氧化法在酸性條件下，H?O? 被 Fe²? 催化分解產(chǎn)生大量具有強氧化性的?OH，氧化降解廢水中的有機(jī)物，將大分子有機(jī)物分解為小分子，提高廢水的可生化性。之后加入 PAC，其水解產(chǎn)生的多核羥基配合物可通過電性中和、吸附架橋等作用，將氧化后的小分子有機(jī)物及其他雜質(zhì)絮凝沉淀，二者協(xié)同達(dá)到凈化污水的目的。Fenton 氧化破壞了有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，使得 PAC 能更好地發(fā)揮絮凝作用，去除水中的污染物。
• 多核配合物與有機(jī)物相互作用協(xié)同：在 PAC 與殼聚糖（CTS）聯(lián)合處理高藻水的過程中，CTS 分子中的氨基和羥基等基團(tuán)可與 PAC 水解產(chǎn)生的多核羥基配合物發(fā)生相互作用，形成復(fù)合混凝劑。這種復(fù)合混凝劑對藻類細(xì)胞及胞外有機(jī)物具有更強的電性中和、吸附及網(wǎng)捕架橋能力。例如，在處理銅綠微囊藻和水華魚腥藻形成的高藻水時，PAC 與 CTS 混合均勻形成的復(fù)合混凝劑比單獨使用 PAC 或 CTS 具有更優(yōu)的混凝除藻效果，能有效去除藻類及胞外有機(jī)物。

影響協(xié)同效果的因素

• 水處理劑的種類與性質(zhì)：不同種類的水處理劑與 PAC 協(xié)同作用機(jī)制不同，效果也存在差異。例如，赤泥能顯著提高 PAC 的除磷效果，而 PDADMAC 對 PAC 除磷效果沒有明顯作用。這是因為赤泥中含有的某些成分可能與 PAC 水解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，增強了對磷的吸附或沉淀作用；而 PDADMAC 可能在該體系中無法與 PAC 產(chǎn)生有效的協(xié)同機(jī)制。
• 投加順序：合理的投加順序?qū)τ趨f(xié)同效果至關(guān)重要。在 Fenton 法 - 聚合氯化鋁組合工藝中，需先進(jìn)行 Fenton 氧化反應(yīng)，使有機(jī)物被氧化分解后，再投加 PAC 進(jìn)行絮凝沉淀。若順序顛倒，PAC 可能先將部分有機(jī)物絮凝，但這些有機(jī)物未被有效氧化分解，不利于后續(xù)的處理，影響整體處理效果。在 CTS 與 PAC 聯(lián)合處理高藻水時，當(dāng)原水 pH 值為 9.0 時，最佳投藥方式為 PAC 與 CTS 混合均勻后投加，此時對銅綠微囊藻和水華魚腥藻的去除效果最佳。不同的投加順序會影響復(fù)合混凝劑的形成及作用方式，進(jìn)而影響協(xié)同效果。
• 投加量：水處理劑的投加量直接影響協(xié)同效果。在處理高嶺土廢水時，考察混凝劑投加量對絮凝效果的影響發(fā)現(xiàn)，混凝劑的投加量對混凝效果有明顯影響。對于 PAC 與其他水處理劑的協(xié)同體系同樣如此，投加量過少，無法充分發(fā)揮協(xié)同作用；投加量過多，可能導(dǎo)致膠體顆粒重新穩(wěn)定，或者造成藥劑的浪費。在處理高濃度乳化液廢水時，F(xiàn)enton 法涉及的 H?O? 投加量、硫酸亞鐵投加量以及后續(xù) PAC 投加量都需嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)，才能達(dá)到最佳的協(xié)同處理效果。
• 廢水的性質(zhì)：廢水的 pH 值、溫度、污染物種類及濃度等性質(zhì)會影響協(xié)同效果。廢水 pH 值會影響 PAC 及其他水處理劑的水解形態(tài)和存在形式。在處理飲用水時，不同 pH 值條件下，PAC 水解產(chǎn)物的形態(tài)不同，當(dāng)與其他藥劑協(xié)同作用時，效果也會不同。一般來說，PAC 混凝的適宜 pH 范圍在中性附近，不同的協(xié)同體系可能會有不同的最佳 pH 范圍。溫度對協(xié)同效果也有一定影響，雖然在某些處理中溫度影響較小，但在涉及化學(xué)反應(yīng)速率的協(xié)同過程中，溫度升高可能加快反應(yīng)速率，但過高溫度可能導(dǎo)致某些藥劑分解或性質(zhì)改變。廢水污染物的種類和濃度不同，要求的協(xié)同處理方案也不同，高濃度的有機(jī)廢水與含重金屬離子的廢水，在與 PAC 及其他水處理劑協(xié)同處理時，所需要的藥劑種類、投加量和處理條件都會有所差異。