堿式氯化鋁在水處理工藝中的應(yīng)用

堿式氯化鋁（簡稱BAC），其分子通式為[Al₂(OH)_nCl_6-m]₆，它是一種多核多羥基多價(jià)的絡(luò)合物電解質(zhì)。在水溶液中具有大量的聚合陽性離子，因此，可以顯著中和或降低造成水渾濁的粘土自然膠體的負(fù)電荷。又由于它有較一般無機(jī)鹽凈水劑大得多的分子量和架橋結(jié)構(gòu)形式，因而，它有較大的吸附能力，所形成的絮凝體也較大。根據(jù)水的化學(xué)混凝原理，堿式氯化鋁具有吸附、中和、表面接觸和網(wǎng)捕架橋作用。

在通常的原水條件下，它與FeSO₄、Al₂(SO₄)₃等比較，混凝效果更好。原水濁度在500ppm以下時(shí)，堿式氯化鋁混凝效果是Al₂(SO₄)₃、FeSO₄的1.25-2倍，原水濁度大于500ppm的高濁度時(shí)，其效果是它們的2-5倍。且混凝過程中絮凝體形成快，沉淀速度高，因而反應(yīng)、沉淀時(shí)間可縮短。在相應(yīng)條件下可提高處理能力1.5-3倍，沉淀渣泥的脫水性能高于Al₂(SO₄)₃等。在等投藥量下，堿式氯化鋁混凝時(shí)消耗水中堿度小于各種無機(jī)混凝劑，處理后的水的pH值也降低得很少。特別是處理高濁度水時(shí)，可少加或不加堿性助凝劑以提高堿度。

例如：以前以FeSO₄·7H2O作混凝劑時(shí)，配成溶液后，從水中加入鐵鹽電離生成Fe³⁺開始到水解過程達(dá)到平衡為止，即產(chǎn)生了Fe(OH)²⁺、Fe(OH)₂⁺、Fe(OH)₃、Fe(OH)₄^-...等一些價(jià)數(shù)不同的聚合離子。這些聚合體都參與了吸附、壓縮雙電層、架橋聯(lián)接作用，促使混凝和聚沉。

如果原水中堿度不足，還不能完成上述反應(yīng)，則應(yīng)加入石灰輔助其反應(yīng)。

如果水中的pH值及溶解氧含量不能構(gòu)成Fe(OH)₂的氧化條件時(shí)，還需要在水中加一定劑量的氯氣來促使其氧化過程：

6FeSO₄十3Cl₂=2Fe₂(SO₄)₃+FeCl₃

按此反應(yīng)計(jì)算，每毫克FeSO₄/升需耗氯氣0.234毫克。

以上計(jì)算只考慮了FeSO₄·7H2O在水解及氧化過程中所消耗的一定的CaO（堿量）的量和氯氣的用量，沒有涉及到在實(shí)際工藝過程中還存在的諸多因素所影響到石灰、氯氣的消耗問題。下面是根據(jù)常年具體的水質(zhì)情況對照說明使用兩種不同藥劑所消耗的石灰和氯氣的用量：

據(jù)兩年同期相比較，每噸水CaO單耗降低了4.757%；Cl₂單耗降低了59.34%，年耗降低了62.114%。從經(jīng)濟(jì)效益和工藝生產(chǎn)上看堿式氯化鋁的應(yīng)用比用FeSO₄更有益。而且，當(dāng)水中色度較大時(shí)，不能用FeSO₄作混凝劑。因?yàn)椋現(xiàn)e²⁺與產(chǎn)生色度的雜質(zhì)作用易生成顏色更深的不易聚沉的新生物質(zhì)。

以FeSO₄作混凝劑要想達(dá)到理想的混凝、聚沉效果，既需將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，消耗一定量的氯氣，又降低了水中的堿度，另一方面又要增加一定量的Ca(OH)₂。于是，這組矛盾交替出現(xiàn)，給工藝操作、水質(zhì)指標(biāo)的穩(wěn)定、控制造成了較大的困難。

而堿式氯化鋁卻解決了這一難題。它適宜的投藥量范圍寬，即使投加過量或操作有誤、設(shè)備失控也不易產(chǎn)生副作用；適應(yīng)原水pH值寬范圍，在pH值=5-9范圍都可以使用；對原水濁度、溫度、堿度、有機(jī)物含量的變化適應(yīng)性強(qiáng)；處理后的水增加鹽份少，腐蝕性相對較小。因而，有利于操作管理和凈水的可靠性。

堿式氯化鋁在水處理工藝上的應(yīng)用不僅降低了氯氣的消耗量，同時(shí)也降低了出水的余氯含量，其指標(biāo)合格率由原來的96.88%提高到99.67%，這就給脫鹽系統(tǒng)提供了良好的工藝條件。如果余氯含量過大，對陽樹脂會造成很大的影響，當(dāng)進(jìn)入樹脂床層時(shí)，活性氯與水反應(yīng)生成活性氧。活性氧將破壞樹脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，發(fā)生磺酸基的脫落和樹脂顆粒的破碎，從而使樹脂交換容量下降，陽床制水量下降，陽床漏Na⁺引起陰床漏硅。同時(shí)，陽樹脂上脫落下來的產(chǎn)物變?yōu)榭扇苄晕镔|(zhì)并帶有弱酸基，當(dāng)它隨水流進(jìn)陰離子交換器時(shí)，會被陰樹脂吸附，增加了陰離子交換器的負(fù)荷，使得陰床交換容量下降，SiO₂提前泄漏。

經(jīng)過一年多的堿式氯化鋁在水處理工藝中的應(yīng)用，澄清池出水濁度、余氯含量明顯下降。經(jīng)活性碳過濾器處理后，余氯指標(biāo)合格率由原來的92.3%上升到100%，完全避免了Cl^-后移給脫鹽帶來的樹脂污染和破壞。

綜上所述，由生產(chǎn)實(shí)踐可看出：堿式氯化鋁能廣泛的應(yīng)用于水處理工藝中，并逐步取代其它無機(jī)鹽混凝劑。