聚合氯化铝在火电厂水处理中的应用效果

一、补给水的预处理

天然水体中常含有泥沙、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体杂质及细菌、真菌、藻类、病毒等微生物，它们在水中具有一定的稳定性，是造成水体混浊、颜色和异味的主要原因。这些过多的有机物等进入离子交换器，污染树脂，降低树脂的交换容量，甚至影响除盐系统的出水水质。混凝处理、沉降澄清和过滤处理，就是以除去这些杂质为主要目的，使水中悬浮物的含量降至5mg/L以下，即得到澄清水。这称为水的预处理。经过预处理后的水，再用离子交换的方法除去水中溶解性的盐类及用加热或抽真空或鼓风的方法除去水中溶解性的气体，方可作为锅炉用水。如不首先除去这些杂质，后续处理(除盐)将无法进行。因此，水的混凝处理是水处理工艺流程中的一个重要环节。

火电厂采取的预处理工艺流程为：原水→混凝→沉淀澄清→过滤。其中混凝操作步骤最常采用的混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸铝、三氯化铁等。以下主要介绍聚合氯化铝的应用。

聚合氯化铝简称PAC，是以铝灰或铝矿物作为原料，在高温和一定压力下用碱与铝反应产生的聚合物，原料和生产工艺不同，产品的规格也不一样。PAC的分子式[Al2(OH)nCI6-n]m，其中n可取1到5中间的任何整数，m则为簇10的整数。PAC有固体和液体两种。

二、混凝机理

混凝剂能对水中胶体粒子的产生混凝作用主要是三种作用：电性中和、吸附架桥和卷扫作用。这三种作用究竟以何者为主，取决于混凝剂种类和投加量、水中胶体粒子的性质、含量以及水的pH值等。聚合氯化铝作用机理与硫酸铝相似，硫酸铝在水中的行为就是指Al3+产生各种水解物种的过程。

聚合氯化铝可看成氯化铝在一定的条件下经水解、聚合逐步转化成Al(OH)3，沉淀物过程中的各种中间产物。它是以各种聚合物种和A1(OH)a(s)的形式直接存在水中，不再出现Al3+的水解过程。

三、应用及影响因素

1、水温

水温对混凝处理效果有明显影响。高价金属盐类的混凝剂，其水解反应是吸热反应，水温低时，混凝剂水解更加困难，特别是水温低于5℃时，水解速率极其缓慢，所形成的絮凝物结构疏松，含水量多，颗粒细小。水温低时，胶体颗粒的溶剂化作用增强，形成絮凝物的时间长，沉降速度慢。研究表明水温为25~30℃比较适宜。

2、水的pH值

聚合氯化铝的水解过程是一个不断放出H+的过程。因此，在不同的pH值条件下，将有不同的水解中间产物，聚合氯化铝混凝处理的最佳pH值一般在6.5~7.5之间。此时混凝效果较高。

3、混凝剂的用量

当混凝剂加入量不足时，出水中剩余浊度较大;当加入量过大时，由于水中的胶体颗粒吸附了过量的混凝剂，引起胶体颗粒电荷性改变，导致出水中的剩余浊度重新增加。混凝过程并不是一种单纯的化学反应，因此所需的加药量不能根据计算来确定，而应根据具体的水质来确定最适宜的加药量;当水质发生季节性变化时，应相应地调整加药量。

四、接触介质

在进行混凝处理或其它沉淀处理时，如果在水中保持有一定数量的泥渣层，可明显提高混凝处理的效果。它可提供巨大的表面积，通过吸附、催化及结晶核心等作用，提高混凝处理的效果。

混凝沉淀法是目前应用最广的水处理方法。聚合氯化铝工业上最大的用途是用作水处理絮凝剂，具有混凝性能好、絮体大、用量少、效率高、沉淀快、适用范围广等优点，比传统的絮凝剂用量可减少1/3~1/2，成本可节省40%。配合无阀滤池及活性炭过滤器的运行大大降低了原水的浊度，提高了除盐系统出水水质的同时也提高了除盐树脂的交换容量，降低了运行成本。