聚合氯化鋁對總氮的作用原理

凝聚沉淀作用間接影響：聚合氯化鋁主要的功能是混凝作用。它在水中水解產(chǎn)生大量的鋁離子和氫氧化鋁膠體。這些水解產(chǎn)物可以通過電荷中和、吸附架橋等方式使水中的懸浮顆粒、膠體等雜質(zhì)凝聚形成較大的絮體沉淀。雖然總氮包含多種形態(tài)如有機氮、氨氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮等，但如果水中的部分含氮化合物是以懸浮態(tài)或膠體態(tài)存在的，例如含氮的有機膠體、部分含氮的微生物絮體等，聚合氯化鋁通過去除這些雜質(zhì)，間接降低了這部分含氮物質(zhì)所貢獻的總氮。

對氨氮的少量去除作用（在特定條件下）：在堿性條件下，鋁離子會和水中的銨根離子發(fā)生交換吸附反應(yīng)。銨根離子可以置換出氫氧化鋁膠體表面吸附的其他陽離子，從而使部分銨根離子被吸附在氫氧化鋁膠體上，隨著膠體的沉降而被去除。不過這種去除氨氮的方式相對有限，并且受到水體 pH 值、聚合氯化鋁投加量等因素的影響。

影響聚合氯化鋁降低總氮效果的因素

水體中氮的存在形態(tài)：如果水體中總氮主要以溶解態(tài)的硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮或小分子有機氮的形式存在，聚合氯化鋁對總氮的降低作用就很微弱。因為這些形態(tài)的氮不易被聚合氯化鋁的凝聚沉淀作用所去除。例如，在經(jīng)過硝化反應(yīng)后的污水中，硝態(tài)氮占比較高，此時僅靠聚合氯化鋁難以有效降低總氮。

相反，如果水體中存在較多的含氮懸浮物、膠體（如蛋白質(zhì)膠體、含氮微生物聚集體等），聚合氯化鋁能夠發(fā)揮較好的去除作用，從而對總氮降低有明顯貢獻。

水體的 pH 值：如前面提到的對氨氮的吸附作用，在堿性環(huán)境（pH 值一般在 7.5 - 9.0）下，聚合氯化鋁對銨根離子的吸附交換作用相對明顯。但如果 pH 值過高（大于 9.0），會導(dǎo)致氫氧化鋁膠體的電荷性質(zhì)改變，膠體的穩(wěn)定性增加，不利于其吸附和凝聚作用，同時也使氨氮的存在形態(tài)發(fā)生變化（如更多地以游離氨的形式存在），從而降低聚合氯化鋁對氨氮的去除效果。在酸性條件下，聚合氯化鋁的水解過程受到抑制，鋁離子主要以的形式存在，其對含氮物質(zhì)的吸附和凝聚效果也會變差。

聚合氯化鋁的投加量和反應(yīng)條件：投加量不足時，無法充分凝聚和沉淀含氮雜質(zhì)，對總氮的降低效果不明顯。投加量過多會導(dǎo)致水體的化學(xué)穩(wěn)定性改變，產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象（即已經(jīng)凝聚的顆粒重新分散），而且過多的鋁離子殘留也對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

反應(yīng)時間和攪拌強度也很關(guān)鍵。適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)時間（一般在 30 - 60 分鐘）和合適的攪拌強度（先快速攪拌使藥劑均勻分布，后慢速攪拌促進絮體長大）有助于聚合氯化鋁發(fā)揮更好的凝聚沉淀作用，從而更有效地降低總氮。如果攪拌過于劇烈或者反應(yīng)時間過短，絮體來不及形成或者形成的絮體結(jié)構(gòu)松散，不利于含氮物質(zhì)的去除。

應(yīng)用場景和局限性

應(yīng)用場景：在污水處理的預(yù)處理階段，當(dāng)污水中含有較多含氮的懸浮物和膠體時，聚合氯化鋁可以作為一種輔助藥劑，用于初步降低總氮，減少后續(xù)處理的負荷。例如，在一些食品加工廢水或畜禽養(yǎng)殖廢水的預(yù)處理中，聚合氯化鋁可以去除部分含氮的蛋白質(zhì)膠體、糞便顆粒等，降低總氮含量。

局限性：對于以溶解態(tài)氮為主的污水，如經(jīng)過深度生物處理后的污水，其中總氮主要是硝態(tài)氮等難以通過凝聚沉淀去除的形態(tài)，聚合氯化鋁單獨使用對總氮的降低效果非常有限。此時需要結(jié)合其他脫氮工藝，如生物反硝化、化學(xué)還原（如用碳源還原硝態(tài)氮）等方法來有效降低總氮。