聚合氯化鋁:絮凝效果:水解產生的多核羥基鋁配合物通過電荷中和與吸附架橋作用,使水中膠體微粒脫穩(wěn)并凝聚。這種多核結構使得它在處理水中懸浮顆粒和膠體雜質時效果顯著,能夠快速形成較大的絮體,便于沉淀或過濾。例如,在處理高濁度的污水或含有大量膠體的工業(yè)廢水時,聚合氯化鋁可以有效降低水的濁度。
適用 pH 范圍:適用的 pH 范圍一般在 6 - 9 之間,在這個范圍內其水解和聚合反應能夠穩(wěn)定進行,有利于混凝過程。當 pH 值超出這個范圍時,其水解平衡會受到影響,導致絮凝效果下降,但在一定程度上仍能發(fā)揮作用。
對溫度的敏感性:水溫對其性能有一定影響。在低溫情況下,水解和聚合反應速度減慢,絮凝效果會有所降低。不過,它在較低溫度下仍能發(fā)揮一定作用,只是需要適當增加投加量來達到相同的處理效果。
明礬:絮凝效果:明礬在水中水解生成氫氧化鋁膠體,通過吸附水中的懸浮顆粒,使顆粒間相互凝聚而沉淀。其絮凝效果相對聚合氯化鋁稍弱一些,因為明礬水解產生的氫氧化鋁膠體結構相對疏松,沉降速度較慢。例如,在相同的污水實驗中,使用明礬形成的絮體沉淀時間比聚合氯化鋁長。
適用 pH 范圍:適用的 pH 范圍較窄,一般在 pH 值為 5.5 - 7.5 之間絮凝效果較好。在酸性較強或堿性較強的環(huán)境下,明礬的水解會受到抑制或過度水解,影響其絮凝效果。
對溫度的敏感性:對溫度比較敏感。在低溫環(huán)境下,明礬的水解速度顯著變慢,生成的氫氧化鋁膠體的活性降低,導致絮凝效果明顯下降。在這種情況下,需要大幅增加投加量才能達到預期的處理效果。
應用領域
聚合氯化鋁:廣泛應用于生活飲用水、工業(yè)用水和各種污水的處理。在飲用水處理中,用于去除水中的懸浮雜質、膠體顆粒和部分微生物,確保飲用水的安全和澄清度。在工業(yè)領域,如造紙、印染等行業(yè)的用水處理和污水治理,用于降低水的濁度和去除雜質,以滿足生產工藝和環(huán)保要求。
明礬:歷史上曾廣泛用于水處理,現在仍然在一些小型的水處理場景或傳統(tǒng)工藝中有應用。例如,在一些農村地區(qū)的小型凈水設施中,或者用于一些對水質要求不是特別高的場合,如景觀水的初步處理。此外,明礬在造紙工業(yè)中也用于紙張施膠,在食品加工行業(yè),它可以作為食品添加劑,用于食品的膨松和固化等。
生產工藝和成本
生產工藝:
聚合氯化鋁:常見的生產方法有鋁土礦法和氫氧化鋁法。鋁土礦法是將鋁土礦經過預處理(如破碎、焙燒)后,用鹽酸浸出,然后進行水解和聚合反應生成聚合氯化鋁;氫氧化鋁法是以氫氧化鋁為原料,與鹽酸反應后通過聚合反應得到產品。
明礬:一般是通過鋁礬土與硫酸反應生成硫酸鋁,再與硫酸鉀反應,經過結晶等過程得到十二水合硫酸鋁鉀(明礬)。
成本:
聚合氯化鋁:成本主要受鋁原料價格的影響。由于其生產工藝相對成熟,市場價格較為穩(wěn)定,在一般的水處理應用中成本相對較低,是一種比較經濟實惠的絮凝劑。
明礬:成本相對較低,因為其生產工藝相對簡單,原料成本也不高。但在一些需要高效絮凝處理的場合,由于其性能限制,需要配合其他藥劑或者增加投加量,這會增加綜合成本。