聚合氯化铝（PAC）是一种广泛应用于水处理的高效无机高分子混凝剂，其净水原理主要通过电中和、吸附架桥和网捕卷扫三种机制协同作用，实现水中悬浮物、胶体及溶解性污染物的快速去除。以下是其具体作用过程及原理：
1. 电中和作用（压缩双电层）
原理：水中胶体颗粒（如黏土、有机物、细菌等）通常带负电荷，表面形成双电层结构，使颗粒间因静电斥力而保持分散状态，难以聚集沉淀。
PAC的作用：聚合氯化铝溶于水后解离出多价阳离子（如Al³⁺、Al(OH)²⁺等），这些阳离子通过静电作用中和胶体颗粒表面的负电荷，降低双电层厚度，削弱颗粒间的斥力，使胶体脱稳并相互碰撞聚集。
效果：胶体颗粒失去稳定性后，形成微小聚集体（矾花），为后续沉淀或过滤创造条件。
2. 吸附架桥作用
原理：PAC分子结构中含有大量羟基（-OH）和铝氧聚合物链，这些链状结构具有高比表面积和活性吸附位点。
PAC的作用：解离后的PAC分子通过范德华力、氢键或化学键吸附在胶体颗粒表面，同时其长链结构可横跨多个颗粒，形成“桥接”作用，将分散的颗粒连接成更大的絮体。
效果：絮体尺寸显著增大，沉降速度加快，提高沉淀效率。
3. 网捕卷扫作用
原理：当PAC投加量较大时，水解产物（如Al(OH)₃胶体）会形成密集的絮状网络结构。
PAC的作用：这些絮状物在沉降过程中像“网”一样捕获水中的微小颗粒、胶体及溶解性有机物，通过物理包裹将其卷扫至沉淀物中。
效果：进一步去除水中残留的悬浮物和溶解性污染物，提升出水水质。
PAC净水过程的阶段划分
水解阶段：PAC溶于水后，Al³⁺迅速水解生成单核羟基铝离子（如Al(OH)²⁺），进一步聚合为多核羟基铝络合物（如Al₆(OH)₁₅³⁺、Al₁₃(OH)₃₄⁵⁺等）。
混凝阶段：多核络合物通过电中和和吸附架桥作用，使胶体脱稳并形成微小矾花。
絮凝阶段：矾花在缓慢搅拌下进一步碰撞聚集，形成大而密实的絮体。
沉淀阶段：絮体在重力作用下沉降，分离出清水。
PAC的优势
高效性：电荷中和能力强，絮体形成快且密实，沉降速度快。
适应性广：适用于低浊度、高浊度、低温或高有机物含量的原水。
pH范围宽：在pH 5-9范围内均能有效工作，无需大幅调节pH。
残留铝低：合理投加量下，出水铝含量符合饮用水标准（通常≤0.2 mg/L）。
应用场景
聚合氯化铝广泛用于：
饮用水处理：去除浊度、色度、细菌及有机物。
工业废水处理：处理造纸、印染、食品加工等行业的废水。
污泥脱水：作为絮凝剂改善污泥脱水性能。
注意事项
投加量控制：过量投加可能导致胶体再稳或出水铝超标。
混合条件：需快速搅拌（约1分钟）使PAC均匀分散，随后慢速搅拌（约15分钟）促进絮体生长。
与其他药剂协同：可与聚丙烯酰胺（PAM）等有机絮凝剂联用，提升絮体强度和沉降速度。
通过上述机制，聚合氯化铝实现了对水中污染物的高效去除，成为水处理领域不可或缺的核心药剂之一。
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