聚合氯化鋁鐵為什么能凈化水

聚合氯化鋁鐵為什么能凈化水

　　聚合氯化鋁鐵（PAFC）能夠凈化水，主要得益于其獨特的化學結構和多作用機制，以下從核心原理、作用過程、優(yōu)勢特點三方面展開分析：

　　一、核心凈化原理

　　多核羥基絡合物的電中和作用

　　PAFC在水溶液中水解生成高電荷密度的多核羥基絡合物（如[Al?(OH)?]2?、[Fe?(OH)?]??），這些正電荷離子與水中帶負電的膠體顆粒（如黏土、有機物）發(fā)生電荷中和，降低顆粒間的靜電斥力，使其脫穩(wěn)并聚集。

　　示例：水中懸浮的黏土顆粒（ζ電位=-30mV）與PAFC反應后，ζ電位降至±5mV以內，顆粒失去穩(wěn)定性。

　　鋁鐵協(xié)同的吸附架橋作用

　　鋁鹽形成的鏈狀聚合物與鐵鹽的網狀結構結合，形成三維網狀絮體，通過物理吸附和化學鍵合作用捕獲微小顆粒和溶解性污染物。

　　類比：如同用“漁網”（鐵鹽）和“鏈條”（鋁鹽）共同捕捉水中的“魚”（污染物）。

　　卷掃網捕效應

　　高價金屬離子（Al3?、Fe3?）水解生成的氫氧化物沉淀（如Al(OH)?、Fe(OH)?）作為“核心”，通過卷掃作用包裹并沉降水中懸浮物，尤其適用于高濁度水體。

　　二、凈化過程的三階段

　　快速混合階段

　　PAFC與水在10-30秒內劇烈混合，多核羥基絡合物迅速擴散并中和膠體電荷，形成微絮體。

　　絮凝反應階段

　　通過慢速攪拌（10-30分鐘），微絮體通過吸附架橋和網捕作用逐步長大為密實的礬花，粒徑可達0.5-2mm。

　　沉淀分離階段

　　礬花在重力作用下快速沉降（沉降速度可達傳統(tǒng)PAC的1.5-2倍），上清液濁度可降至3NTU以下。

　　三、技術優(yōu)勢與典型應用

　　優(yōu)勢特點

　　寬pH適應性：在pH 5.0-9.0范圍內均有效，尤其適合偏酸性或偏堿性廢水。

　　低溫高效性：鐵鹽組分降低對水溫的依賴，在5℃時仍能保持80%以上的絮凝效率。

　　重金屬去除強：鐵離子與重金屬（如Cr??、Pb2?）形成難溶絡合物，去除率可達95%以上。

　　色度去除優(yōu)：對印染廢水的脫色率超過90%，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)PAC。

　　典型應用場景

　　工業(yè)廢水：處理電鍍廢水（Cr??濃度從50mg/L降至0.5mg/L）、印染廢水（COD從2000mg/L降至150mg/L）。

　　市政污水：作為深度處理藥劑，將總磷從1.5mg/L降至0.3mg/L以下。

　　飲用水安全：去除水源中的藻類（去除率≥95%）和微量有機物（如腐殖酸）。

　　四、與其他藥劑的對比

　　指標聚合氯化鋁鐵（PAFC）聚合氯化鋁（PAC）硫酸鋁

　　適用pH范圍5.0-9.0 5.0-8.0 6.5-8.5

　　低溫效果優(yōu)中差

　　重金屬去除強弱弱

　　絮體密實度高中低

　　成本中低低

　　五、注意事項

　　投加量控制：過量投加會導致膠體再穩(wěn)，需通過小試確定最佳劑量（通常為50-300mg/L）。

　　混合條件：快速攪拌強度需≥200r/min，確保藥劑均勻分散。

　　設備防腐：鐵鹽組分可能腐蝕碳鋼設備，建議采用不銹鋼或內襯防腐材料。

　　污泥處置：鐵鹽會增加污泥產量，需配套高效脫水設備（如帶式壓濾機）。

　　結論

　　聚合氯化鋁鐵通過電中和-吸附架橋-卷掃網捕的多重作用機制，實現(xiàn)了高效、廣譜的水質凈化。其寬pH適應性、低溫高效性和重金屬去除能力使其在工業(yè)廢水、市政污水及飲用水處理中具有顯著優(yōu)勢。實際應用中需結合水質特性優(yōu)化工藝參數(shù)，以發(fā)揮最佳效果。