摘要：自來水公司用來凈化水質(zhì)的常用混凝劑成分為聚合氯化鋁，其中絮凝沉降是自來水凈化中的重要工藝流程，對后續(xù)水質(zhì)凈化結(jié)果有著直接的影響，通過對聚合氯化鋁研究發(fā)現(xiàn)，聚合物的種類以及外界因素都會對聚合氯化鋁的混凝性產(chǎn)生影響，本文主要闡述了聚合氯化鋁的結(jié)構(gòu)特征，介紹了幾種常見的對聚合氯化鋁混凝性產(chǎn)生影響的因素，并根據(jù)實際情況制定有效的解決措施，實現(xiàn)自來水凈化效果的不斷提升。
聚合氯化鋁是近幾年中興起的一種無機(jī)高分子混凝劑，也是高效的水處理劑，主要的優(yōu)點就是成本低、使用簡單方便、用量少、效果好，目前是重要的自來水凈化工藝處理藥劑。水中的膠體物質(zhì)與聚合氯化鋁可以發(fā)生電中和作用，電中和作用后水中會產(chǎn)生一些具有優(yōu)良橋架和選擇性吸附的懸浮物和溶解性物質(zhì)，水處理過程中水中的堿度會隨著聚合氯化鋁不斷的被消耗，因此聚合氯化鋁的水解程度與PH值的高低有著密切的關(guān)系，一旦酸度缺乏，就會產(chǎn)生比較復(fù)雜的高價聚合陽離子體系。
水廠用的石灰一般都呈堿性，主要成份為氫氧化鈣，就是俗稱的熟石灰，石灰能夠有效的調(diào)節(jié)水處理過程中的PH值，同時石灰中含有鈣元素，可以影響聚合氯化鋁的效果。因此水廠在凈化水質(zhì)的過程中經(jīng)常使用聚合氯化鋁與石灰搭配，起到的水凈化效果更加理想。
1 聚合氯化鋁的結(jié)構(gòu)特征
聚合氯化鋁與傳統(tǒng)的無機(jī)混凝劑相比較，效率比較高，主要是一種介于AlCl3和A(OH)3之間的高分子絡(luò)合物。聚合氯化鋁主要由單體氯化鋁聚合形成，如果溶液中的PH值較高時，氯化鋁的水溶液會呈現(xiàn)堿式鹽，屬于多核聚合體，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，目前我國對這種多核體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也在不斷的深入研究之中。目前“gibbsite fragment”模型和Al13聚陽離子模型是比較有說服力的兩種。“gibbsitefragment”模型認(rèn)為鋁離子結(jié)構(gòu)為六邊環(huán)，基本結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)并列八面體，在水解的情況下環(huán)上的羥基會向著六邊環(huán)聚合，形成為晶體。Al13聚陽離子模型主要是通過兩種實驗推演出來的，分別為X射線衍射實驗與核磁共振實驗，該模型中鋁溶液只存在單體及二聚體、Al13O4(OH)247+(Al13)、更高聚物等幾類形態(tài)。Al13陽離子在模型中起到十分重要的作用。
2 PH對聚合氯化鋁混凝性能的影響
通常情況下膠體的混凝吸附作用與PH值有著密切的關(guān)系，膠體的表面凈電荷會隨著PH值的變化而變化，對膠體的性能有所影響。因此我們要選擇較佳的PH值，PH值的有效調(diào)節(jié)能夠節(jié)省藥劑的使用量，保障較少的聚合氯化鋁就能實現(xiàn)沉降絮凝效果，經(jīng)過我們實際實驗調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，將絮凝后濁度設(shè)定為因變量，藥劑與PH值的投加量設(shè)定為自變量，可以有效的對混凝性能顯示出來，根據(jù)顯示的結(jié)果繪制曲線，從曲線圖中可以發(fā)現(xiàn)，水濁度隨著藥劑投入量的不斷增加逐漸下降，水濁度在不同PH值的水樣中需要加入的藥劑量也各不相同。PH值呈中性時，水濁度較高，水濁度與PH值呈負(fù)相關(guān)，也就是隨著PH值逐漸升高，聚合氯化鋁的混凝性發(fā)揮的效果越大。
3 水中單寧酸對聚合氯化鋁混凝性能的影響
單寧酸屬于多酚類，是比較復(fù)雜的一種有機(jī)化合物，天然水中的有機(jī)化合物質(zhì)量與單寧酸的質(zhì)量基本相同，水中的有機(jī)物中，單寧酸也是比較常見的一種，單寧酸是水中有機(jī)物對聚合氯化鋁混凝性影響比較大的因素之一。
3.1 單寧濃度對混凝性能的影響
我們將實驗中的單寧酸投加量設(shè)定為自變量，對單寧酸不同投入量下的Zeta電位、殘余鋁含量、處理后水濁度、DOC等數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行測量，通過對測量的結(jié)果分析，Zeta電位隨著單寧酸投入量的不斷增加而下降、殘余鋁含量隨著單寧酸投入量的不斷增加逐漸的加大、處理后水濁度隨著單寧酸投入量的不斷增加逐漸增加、DOC隨著單寧酸投入量的不斷增加而增加，表示聚合氯化鋁混凝性隨著有機(jī)物濃度的升高而下降，凈化水的效果也就越差。Zeta電位的下降，主要是因為膠體表面聚集了大量的化合物，對膠粒的帶電特性進(jìn)行了改變，更多的負(fù)電荷附著在表面，膠體結(jié)構(gòu)區(qū)域穩(wěn)定，混凝性就會隨之下降。因此我們可知，聚合氯化鋁隨著水體中單寧酸含量的升高性能下降，水質(zhì)的凈化效果不理想。
3.2 單寧對絮狀體形態(tài)的影響
水中是否含有單寧酸對混凝后形成的絮狀體有著很大的影響，在電鏡下可以發(fā)現(xiàn)，水中不含有單寧酸時，聚合氯化鋁形成的絮狀物穩(wěn)定性較差，絮狀物與絮狀物之間的結(jié)構(gòu)松散。如果在電鏡下發(fā)現(xiàn)水中含有單寧酸，但是投入的聚合氯化鋁含量較少，絮狀物表面會產(chǎn)生較多的負(fù)電荷，對膠粒的電荷性質(zhì)造成改變，絮狀物的結(jié)構(gòu)也比較松散，混凝性較差；如果投入的聚合氯化鋁含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)量，膠體顆粒之間的碰撞概率就會增加，絮狀物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，混凝效果也更加理想，因此單寧酸在其中主要的作用就是吸附架橋。水中是否含有單寧酸對絮狀物的形成有著很大的影響，顆粒的大小也有很大差異。
4 磁場對聚合氯化鋁混凝性能的影響
磁場會對很對物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響，因此磁場也會對水的活性產(chǎn)生一定的影響，水的活性中氫鍵起到了十分重要的作用，磁場主要就是對氫鍵產(chǎn)生影響，經(jīng)過我們對磁化水與非磁化水聚合氯化鋁混凝性效果進(jìn)行分析對比發(fā)現(xiàn)，在投藥量保證一致的情況下，磁化水比非磁化水的的聚合氯化鋁混凝性要好，磁化水有效的提高的凈化水效率，有效控制聚合氯化鋁投入量，為企業(yè)節(jié)約了成本。
5 溫度對聚合氯化鋁混凝效果的影響
聚合氯化鋁也會受到溫度的影響，其影響的原理就是溫度對混凝反應(yīng)速度的影響，從而對混凝效果產(chǎn)生影響。我們將處理后的濁度設(shè)定為因變量，溫度與藥劑投入量設(shè)定為自變量，經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的下降，聚合氯化鋁的混凝性也逐漸下降，在水溫較低的情況下，水濁度也會隨著藥劑投入量的變化而變化，即使我們對聚合氯化鋁的使用量增加，混凝的效果也不理想。以上問題的主要原因就是膠體形成的速度與最終顆粒的大小和溫度有著直接的關(guān)系，聚合氯化鋁投入量的增加，只是改變的絮狀體數(shù)量，不能影響絮狀體的形成，因此，需要我們適當(dāng)?shù)纳咚疁兀瑢崿F(xiàn)聚合氯化鋁混凝性的提升。
6 結(jié)論
經(jīng)過以上的研究和分析發(fā)現(xiàn)，自來水廠凈化水中常見的一種絮凝劑為聚合氯化鋁，與傳統(tǒng)的無機(jī)混凝劑相比較，有著PH值范圍廣、凈化水效果好的優(yōu)勢。但是聚合氯化鋁的混凝性會受到各種因素的影響，我們需要根據(jù)實際情況，找到有效的解決措施，對環(huán)境條件不斷的優(yōu)化，提高凈化水的效果，發(fā)揮混凝優(yōu)勢，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。
