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聚合氯化鋁（PAC）：一種無機高分子混凝劑，簡稱聚鋁。它是介于AlCI3和Al(OH)3之間的一種水溶性無機高分子聚合物，化學通式為[Al2(OH)nCl6-n]m，其中m代表聚合程度，n表示PAC產品的中性程度。n=1-5為具有Keggin結構的高電荷聚合環(huán)鏈體，對水中膠體和顆粒物具有高度電中和及架橋作用，并可強力去除微有毒物及重金屬離子，性狀穩(wěn)定。 除磷原理：PAC反應過程中包含兩部分：首先是Al3+通過與PO43-產生反應而出現(xiàn)沉淀，形成沉淀化合物AlPO4；其次是Al3+能夠發(fā)生水解反應，在這一過程中會有正電荷以及單核羥基絡合物以及多核羥基絡合物的存在，再經過范德華力以及網捕等一系列的作用以后，就能達到比較理想的沉淀效果。話說PAC在制備階段已經發(fā)生過水解聚合，投入水中還可能發(fā)生新的變化，但聚合物成分基本確定。PAC和普通的鋁鹽最大區(qū)別在于它水解能形成長鏈的聚合陽離子，便于發(fā)揮它混凝的效果。 PAC可用于生活給水、工業(yè)給水、污廢水等方面，其產品形態(tài)也有液體和固體兩種，其液體產品有效儲存期為半年，固體產品有效儲存期為兩年，固體產品受潮后仍然可使用。一般對于水廠而言，采用的基本上都是固體，便于運輸堆放，現(xiàn)用現(xiàn)配。不同的用途、不同的形態(tài)對應的物化指標也有所差異，下表為國標（GB 15892- -2009及GB/T 22627-2014）中的相關規(guī)定值。 從上圖看出，生活飲用水的標準最高，不允許含有Fe（估計是色度原因）的存在，重金屬含量也比較低。PAC三大指標：鋁含量、鹽基度、水不溶物。在介紹之前先談下顏色上的分類： 1. 顏色分類 白色PAC：Al2O3含量高（≥29.5%），雜質含量少（0.3%），鹽基度也比較低（50%），總的來說純度最高，由氫氧化鋁粉或碳酸鋁粉與高純度無色鹽酸攪拌反應，得天色透明液體，再經噴霧于燥塔烘干造粒而成的白色或乳白色精細粉末狀產物，裸露在空氣中極易融化。也被稱為高純無鐵白色聚合氯化鋁，或食品級白色聚合氯化鋁，飲用水處理可以拿來用，污水就算了，浪費！ 黃色PAC：原材料是鋁酸鈣粉、鹽酸、鋁礬土，主要用于污水處理和飲用水處理方面，用于飲用水處理的原材料是氫氧化鋁粉、鹽酸，還有少許的鋁酸鈣粉，采取的工藝是板框壓濾工藝或噴霧干燥工藝。對于飲用水的處理，國家在重金屬方面有嚴格的要求，所以不論是原材料還是生產工藝都比棕褐色聚合氯化鋁要好。黃色聚合氯化鋁一般采用滾筒干燥生產或噴霧塔干燥生產而成，有片狀、粉狀兩種固態(tài)形式。 棕褐色PAC：原材料是鋁酸鈣粉、鹽酸、鋁礬土還有鐵粉。生產工藝是采用滾筒干燥法，一般主要用于污水處理方面，因為里面添加了鐵粉所以顏色呈棕褐色，鐵粉添加的越多顏色越深，鐵粉如果超過一定的量在某些時候也被稱為聚合氯化鋁鐵，在污水處理方面具有卓越的效果。 生活飲用水用PAC：該產品主要用于生活飲用水的凈化，生產聚氯化鋁的原料鹽酸應采用工業(yè)合成鹽酸；含鋁原料應采用工業(yè)氫氧化鋁、高嶺土（2SiO2·Al2O3·2H2O）、一水軟鋁石（Al2O3·H2O）、三水鋁石（Al2O3·3H2O）和水處理劑用鋁酸鈣。 2. 氧化鋁含量 乍一看，以為PAC里面主要組成成分是Al2O3，不過想想貌似不是這樣，從上圖來看，液體PAC的PH為酸性環(huán)境，假如PAC成分是Al2O3，那豈不是全部轉化而為Al3+了，況且Al2O3也不與水反應啊，只與酸堿反應。目前國內大多數制備PAC過程中采用的含鋁礦石，其礦石有效成分就是Al2O3。所以說Al2O3只是PAC一種表征形態(tài)，你可能會疑問，為啥不是AlCI3和Al(OH)3來表征呢？誰讓它的形態(tài)介于兩者之間呢，可能是由于便于區(qū)分，或者是為了體現(xiàn)里面的鹽基度（畢竟里面有O元素）、或者是測定方法上容易實現(xiàn)等等吧，所以被拿來表征PAC的有效成分了，僅僅是表征，而不是組成成分。 Al2O3含量是PAC質量評判的主要項目，常用質量百分數來表征。簡單理解為Al2O3的含量（僅用來表征）越高，其雜質越少，質量就會越好。 3. 鹽基度（堿化度） 由于PAC可看作是AlCl3逐步水解轉化為Al(OH)3過程中的中間產物，也就是Cl-逐步被羥基OH-取代的各種產物。PAC某種形態(tài)中羥基化程度就是堿化度，堿化度是PAC中羥基當量與鋁的當量之比。實踐表明，堿化度是PAC的最重要指標之一，PAC的聚合度、電荷量、混凝效果、成品的pH值、使用時的稀釋率和儲存的穩(wěn)定性等都與堿化度有密切關系。 4. 不溶物 PAC的制備大多是選用鋁礬土酸溶+鋁酸鈣調整的方法產出的，通過酸溶和調整這兩個工序，礦石中的Al2O3大多已成為了液態(tài)的PAC的形狀，而留下的固相物質大多是礦石中除Al2O3外的雜質，如SiO2等，這些雜質并不與酸反應而溶出，也有些是未能徹底溶出的Al2O3，這些固相物質即是PAC中的水不溶物。 |
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