一種新興凈水材料，無機(jī)高分子混凝劑，簡稱聚鋁，英文縮寫為PAC(poly aluminum chloride)，它是介于AlCI3和Al(OH)3，之間的一種水溶性無機(jī)高分子聚合物，化學(xué)通式為[Al2(OH)nCl6-nLm]，其中m代表聚合程度，n表示PAC產(chǎn)品的中性程度。m品的中，n=1-5為具有Keggin結(jié)構(gòu)的高電荷聚合環(huán)鏈體，對水中膠體和顆粒物具有高度電中和及橋聯(lián)作用，并可強(qiáng)力去除微有毒物及重金屬離子，性狀穩(wěn)定。檢驗(yàn)方法可按國際GB 15892--2003標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。由于氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用，生產(chǎn)出來的聚合氯化鋁是相對分子質(zhì)量較大、電荷較高的無機(jī)高分子水處理藥劑。由鋁灰按一定配比在攪拌下緩慢加入鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)熟化聚合、沉降制得液體聚合氯化鋁，再經(jīng)稀釋過濾，濃縮，干燥制得。

聚合氯化鋁的合成方法有很多種，按照原材料的不同，可分為金屬鋁法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁法、氯化鋁法、堿溶法等。① 金屬鋁法。采用金屬鋁法合成聚合氯化鋁的原料主要為鋁加工的下腳料，如鋁屑、鋁灰和鋁渣等。由鋁灰按一定配比在攪拌下緩慢加入鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)熟化聚合、沉降制得液體聚合氯化鋁，再經(jīng)稀釋過濾，濃縮，干燥制得。在工藝上可分為酸法、堿法、中和法3種。酸法主要是用HCl，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制；2、聚合硫酸鐵的PH值范圍是4-11，聚合氯化鋁PH值范圍是5-8，所以在PH值適應(yīng)范圍上聚合硫酸鐵要明顯優(yōu)于聚合氯化鋁。堿法生產(chǎn)工藝難度較高，設(shè)備投資較大且用堿量大，pH值控制費(fèi)原料，成本較高；用的較多的是中和法，只要控制好配比，一般都能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。② 氫氧化鋁法。氫氧化粉純度比較高，合成的聚合氯化鋁重金屬等有毒物質(zhì)含量低，一般采用加熱加壓酸溶的生產(chǎn)工藝。這種工藝比較簡單，但生產(chǎn)的聚合氯化鋁的鹽基度較低，因此一般采用氫氧化鋁加溫加壓酸溶再加上鋁酸鈣礦粉中和兩道工序。③ 三氧化鋁法。含三氧化二鋁的原料主要有三水鋁石、鋁釩土、高嶺土、煤矸石等。該生產(chǎn)工藝可分為兩步：一步是得到結(jié)晶氯化鋁，第二步是通過熱解法或中和法得到聚合氯化鋁。④ 氯化鋁法。采用氯化粉為原料，加工聚合氯化鋁。這種方法應(yīng)用為普遍?？捎媒Y(jié)晶氯化鋁于170℃進(jìn)行沸騰熱解，加水熟化聚合，再經(jīng)固化、干燥制得。⑤ 堿溶法。先將鋁灰與氫氧化納反應(yīng)得到鋁酸鈉溶液，再用鹽酸調(diào)pH值，制得聚合氯化鋁溶液。這種方法制得的產(chǎn)品顏色外觀較好，不溶物較少，但氯化鈉含量高，原材料消耗高，溶液氧化鋁含量低，工業(yè)化生產(chǎn)成本較大。

在某些污水處理領(lǐng)域，聚合硫酸鐵可代替聚合氯化鋁？

物化特點(diǎn)對比:

1、聚合硫酸鐵的堿化度能低至10%-13%，使得它在水中絮凝產(chǎn)生的絮體礬花非常大，且沉降速度非?？煲獌?yōu)于聚合氯化鋁。

2、聚合硫酸鐵的PH值范圍是4-11，聚合氯化鋁PH值范圍是5-8，所以在PH值適應(yīng)范圍上聚合硫酸鐵要明顯優(yōu)于聚合氯化鋁。

3、鹽基度聚合硫酸鐵比聚合氯化鋁要低很多，混凝劑的鹽基度直接決定了它們在水體中的絮凝時間長短，二價鐵離子水解后產(chǎn)生的多核絡(luò)合物，能把水體中大量的膠體微粒凝聚于一體沉淀，這是聚合氯化鋁所不具備的。

效果對比:

1.聚合硫酸鐵除了可以處理一般重金屬離子外，還能夠?qū)OD、BOD以及水體色度有非常好的去除效果,對BOD的去除率可達(dá)93%以上。去除其它雜質(zhì)與去濁功能也要大大優(yōu)于聚合氯化鋁。

2、聚合氯化鋁處理過程中對水溫變化的影響較大，溫度低的情況下絮凝效果會變慢，形成的礬花也變小，導(dǎo)致沉淀效果不好，溫度無法去除。而聚合硫酸鐵在低溫除濁的應(yīng)用上效果非常好,并用不會殘留鐵離子反應(yīng)完全將懸浮物徹底去除。

3、聚合硫酸鐵比聚合氯化鋁除磷效果要好，水中的氯離子也會降低鋁鹽的絮凝反應(yīng)，兩種藥劑的投加都會相應(yīng)降低水體的堿化度，但聚合氯化鋁因堿化底要高于聚合硫酸鐵，固聚鋁效果要差于聚鐵。

4、聚合硫酸鐵處理成本成本低廉，同等效果的處理標(biāo)準(zhǔn)，聚合硫酸鐵的投加量是聚合氯化鋁的50%，所以處理費(fèi)用可節(jié)省20-50%。且聚合硫酸鐵處理后的污泥更加緊密且量小，過濾性比聚鋁處理后污泥要好，也相應(yīng)減少了污泥的處理成本。

鋁系凈水劑能形成強(qiáng)而多的礬花，但處理后的水體中往往殘留較多的鋁離子(Al3)，對人體有著累積性的潛在危害，應(yīng)在保證絮凝效果在前提下盡量減少鋁系藥劑的投加量;鐵系凈水劑的礬花密實(shí)粗大，但由于三價鐵離子(Fe3)帶有厚重的鐵銹色，投加不當(dāng)會對飲用水及色度要求嚴(yán)格的各種工業(yè)用水產(chǎn)生不良影響，且鐵系凈水劑一般酸度較大，使用時難免使人產(chǎn)生各各顧慮。由于聚合鐵與聚合鋁兩種混凝組分的共存互補(bǔ)，它更能知應(yīng)原水水質(zhì)的變化，以其進(jìn)行深入研究必將有務(wù)推動無同高分子絮凝劑沿著復(fù)合化方向迅速發(fā)展，具有重要的理論價值和現(xiàn)實(shí)意義。聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺經(jīng)常出現(xiàn)在同一污水處理工藝流程中，他們添加的時期是不一樣的，也就是說不能混合添加。

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