論聚合氯化鋁鹽基度與混凝效果的關(guān)系
聚合氯化鋁(PAC)與傳統(tǒng)無機混凝劑的根本區(qū)別在于傳統(tǒng)無機混凝劑為低分子結(jié)晶鹽,而聚氯化鋁的結(jié)構(gòu)由形態(tài)多變的多元羥基絡(luò)合物及聚合物組成,為無定形的無機高分子,因而聚氯化鋁表現(xiàn)出許多不同于傳統(tǒng)混凝劑的特異混凝功能。引起聚氯化鋁形態(tài)多變的基本成分是OH離子,衡量聚氯化鋁中OH離子的指標(biāo)叫鹽基度(Basicity,縮寫為B),通常將鹽基度定義為聚氯化鋁分子中OH與Al的當(dāng)量百分比[1、2]:B=[OH]/[Al]×100(%)。聚氯化鋁可理解為介于正鹽AlCl3和堿Al(OH)3之間的水解產(chǎn)物。一般,聚氯化鋁鹽基度在16.7%~83.3%范圍,日本標(biāo)準(zhǔn)的鹽基度為45%~65%。
除OH、Al當(dāng)量比鹽基度外,尚有OH、Al摩爾比鹽基度,但應(yīng)用不普遍。湯鴻霄首次在國內(nèi)外提出了以形成函數(shù)F代替鹽基度B作為基本特征參數(shù),定名為水解度B*,并認(rèn)為水解度B*這一概念可以精確表達(dá)聚氯化鋁結(jié)構(gòu)組成,并能反映整個水解動態(tài)過程。
根據(jù)工作實踐,OH、Al當(dāng)量比鹽基度的概念在生產(chǎn)投料和生產(chǎn)應(yīng)用中均有較好的指導(dǎo)作用,分析和計算較簡捷,具有較好的實用價值。我國聚氯化鋁生產(chǎn)所采用的原料和工藝不同于世界上其他國家,因而作為主要質(zhì)量指標(biāo)的鹽基度與國外有著較大的差異。
無論是固體還是液體聚氯化鋁,在同等加藥量情況下,中國產(chǎn)品的混凝效果優(yōu)于國外產(chǎn)品。一般而言,按同一生產(chǎn)工藝,聚氯化鋁產(chǎn)品鹽基度越高,原材料單耗和成本越低;在水處理中的同等投加量情況下,消耗水中堿度也越少。采用適當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù),液體聚氯化鋁的穩(wěn)定期可以達(dá)到1年以上,不低于傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品。液體產(chǎn)品在不同干燥過程中,鹽基度提高2%~4%左右。當(dāng)鹽基度提高到85%以上時,要求有精確的投料計算和工藝控制,固液分離難度也加大,因而要采用先進的技術(shù)。
結(jié)論
?、冫}基度是聚氯化鋁產(chǎn)品的最重要質(zhì)量指標(biāo)之一,也是最重要的生產(chǎn)控制參數(shù)。
?、贠H、Al當(dāng)量比鹽基度與混凝效果和生產(chǎn)控制條件有較好的相關(guān)性,因此,鹽基度概念仍然具有實用價值。
?、垡后w聚氯化鋁的鹽基度指標(biāo),考慮到生產(chǎn)控制可行性、生產(chǎn)成本和混凝效果,建議標(biāo)準(zhǔn)取值為45%~90%。
④固體聚氯化鋁的鹽基度指標(biāo),在液體的鹽基度取值基礎(chǔ)上,考慮干燥時鹽基度的升高,建議標(biāo)準(zhǔn)取值為45%~95%。
?、萏岣?strong>聚氯化鋁產(chǎn)品的鹽基度,可大幅提高生產(chǎn)和使用的經(jīng)濟效益。鹽基度從65%提高到92%,生產(chǎn)原料成本可降低20%,使用成本可降低40%。