聚合氯化鋁在污水處理中主要通過壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀網(wǎng)捕等作用原理來實現(xiàn)對污水中污染物的去除,具體如下:
壓縮雙電層:污水中的膠粒帶有負電荷,彼此之間由于靜電斥力而保持分散狀態(tài),難以聚沉。聚合氯化鋁溶解后會產(chǎn)生大量的高價陽離子,如\(Al^{3 + }\),這些陽離子會與膠粒表面的負電荷發(fā)生靜電吸引作用,進入膠粒的擴散層,使擴散層厚度減小。隨著擴散層厚度的壓縮,膠粒間的靜電斥力減弱,當(dāng)斥力小于膠粒間的范德華引力時,膠粒就會相互碰撞聚沉,從而使污水中的細小顆粒得以沉降分離。
吸附電中和:聚合氯化鋁水解生成的各種羥基鋁離子,如\(Al(OH)^{2 + }\)、\(Al(OH)_2^{ + }\)等,具有很強的吸附能力。這些離子能夠吸附在帶負電的膠粒表面,中和膠粒表面的部分電荷,降低膠粒的電位值,使膠粒間的靜電斥力進一步減小,從而促進膠粒的凝聚和沉淀。同時,聚合氯化鋁水解產(chǎn)生的氫氧化鋁膠體也能吸附污水中的一些帶正電荷的污染物,通過電中和作用使其脫穩(wěn)沉淀。
吸附架橋:聚合氯化鋁水解生成的高分子聚合物,如聚合羥基鋁等,具有較長的分子鏈。這些高分子聚合物能夠吸附在多個膠粒表面,通過分子鏈的架橋作用將膠粒連接在一起,形成較大的絮體顆粒。隨著絮體顆粒的不斷增大,其沉降速度加快,從而實現(xiàn)與水的分離。吸附架橋作用不僅可以使細小的膠粒凝聚成較大的絮體,還能提高絮體的強度和穩(wěn)定性,有利于沉淀過程的進行。
沉淀網(wǎng)捕:當(dāng)聚合氯化鋁投加量較大時,水解產(chǎn)生的大量氫氧化鋁膠體和沉淀物會形成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以將污水中的懸浮顆粒、膠體物質(zhì)等攔截在其中,隨著沉淀物的下沉,將這些污染物一起去除。沉淀網(wǎng)捕作用對于去除污水中粒徑較大的懸浮顆粒和難以通過其他作用凝聚的物質(zhì)具有重要作用。