PAC投加量与浊度的关系

聚合氯化铝（简称PAC）作为水处理中常用的无机高分子絮凝剂，其化学组成为[Al2(OH)nCl6-n]m，其中m代表聚合程度，n表示聚合氯化铝产品的中性程度，n=1~5，具有吸附架桥、电中和、网捕卷扫等多重作用。其分子链中丰富的羟基基团能与水中胶体颗粒（如黏土、藻类、有机物等）表面的电荷相互作用，通过降低颗粒间的静电斥力（电中和作用），使胶体脱稳；同时，长链结构的PAC分子可吸附多个颗粒，形成较大的絮凝体（吸附架桥作用），最终通过沉淀或气浮去除，从而降低水体浊度。

一、PAC投加量与浊度的定量关系

1、投加量与浊度的 “钟形曲线” 规律

在一定水质条件下，PAC投加量与浊度的关系通常呈现先降低后升高的钟形曲线，具体可分为四个阶段：

（1）投加量不足阶段

现象：浊度下降不明显，甚至无变化。

原因：PAC投加量不足时，水中胶体颗粒未完全脱稳，仅少量颗粒被吸附凝聚，形成的絮凝体小而松散，难以有效沉降或被过滤去除。

实例：低浊度（<50 NTU）水体中，若PAC投加量低于5mg/L，可能因电中和作用不充分，导致浊度去除率低于30%。

（2）最佳投加量阶段

现象：浊度快速下降至最低值。

原因：PAC 投加量达到临界值后，胶体颗粒充分脱稳，吸附架桥作用显著，形成大而密实的絮凝体，浊度去除率可达80%以上。

实例：中浊度（100-300 NTU）废水处理中，PAC投加量为10-20mg/L时，浊度常可降至10NTU以下。

（3）投加量过量阶段

现象：浊度开始回升。

原因：过量PAC会使颗粒表面再次带上正电荷（“再稳现象”），颗粒间静电斥力增大，絮凝体重新分散；同时，过量的铝离子可能溶解于水中，形成新的胶体颗粒，导致浊度升高。

实例：高浊度（>500NTU）水体中，若PAC投加量超过50mg/L，浊度可能从最低值的20NTU反弹至50NTU以上。

（4）极端过量阶段

现象：浊度趋于稳定或小幅波动。

原因：体系中电荷状态达到新的平衡，过量PAC的吸附架桥作用被电荷排斥抵消，浊度变化不再显著。

二、影响规律的关键水质因素

1、原水浊度与颗粒性质

低浊度水（如地表水）：颗粒浓度低，需较高PAC投加量以形成有效絮凝体；

高浊度水（如工业废水）：颗粒浓度高，PAC投加量需精准控制，避免 “再稳”。

胶体颗粒电荷性质：负电荷越强（如含腐殖酸的水体），需更多PAC中和电荷。

2、pH值

PAC的最佳适用pH范围为6-9。pH过低（<5）时，PAC易水解为Al³⁺，电荷中和能力减弱；pH过高（>10）时，Al³⁺转化为AlO₂⁻，絮凝效果下降。

案例：某印染废水pH=4.5，浊度200NTU，直接投加PAC需30mg/L才能达标；若先调节pH至7.0，PAC投加量可降至15mg/L。

3、水温

低温（<10℃）会降低PAC的水解速度和分子链伸展能力，需增加投加量 20%-30%；高温（>30℃）可能导致絮凝体破碎，影响沉降效果。

4、共存离子

高浓度 Ca2+、Mg2+可增强颗粒间架桥作用，降低PAC需求；

过量SO4²⁻、PO4³⁻ 会与Al³⁺竞争反应，需提高PAC投加量。