聚合氯化鋁投加量對混凝效果的影響-皓泉分析

聚合氯化鋁投加量對混凝效果的影響通過對濁度、UV254、DOC等指標的測定來比較3種混凝劑處理低濁地表水的效果。圖3-7(a)、(b)、(c)和(d)分別表示了3種混凝劑投加量的增加對濁度、UV254和DOC的去除效果以及對出水SUVA的影響。圖3-8給出了zeta電位隨投藥量增加的變化情況。
　　
　　可以看出，在低投加量(1.0-5.0mg/L)下，剩余濁度隨投加量的增加迅速降低。與其他2種混凝劑相比，A113混凝出水的濁度很低，這是由于低投加量下A113較高的正電荷可以有效通過吸附電中和作用中和懸浮和膠體顆粒之間的靜電斥力（圖3-8）。隨著投加量的繼續增加，剩余濁度的降低減緩并最終趨于穩定。當投加量高于11.0mg/L時，由于電荷逆轉(圖38)，3種混凝體系的剩余濁度出現不同程度的返混，且3種混凝劑的出水濁度順序為Al2(SO4)3<聚合氯化鋁<Al13。這也是由于Al13的正電荷較高，使顆粒和膠體帶有較高的同號正電荷，相互排斥而復穩。
　　
　　值得注意的是，雖然A12(S01)3在投加量為5.0-11.0mg/L時zeta電位較低，但是依然能夠有效地去除濁度。這是由于單體鋁形態在投入水體中能夠進一步聚合形成低聚體、聚A113形態以及不定形A1(OH)3沉淀，這一點已經被其他文獻報道[3,4]。單體鋁進一步水解形成的鋁聚合體及沉淀可以通過吸附架橋或者共沉淀除去懸浮和膠體顆粒。
　　
　　天然水體中的UV254主要用來表征水體中的芳香族有機物，3種混凝劑對UV254的去除效果見圖3-7(b)。隨著投加量的增加，UV254的去除率逐漸增加。在低投加量下，電中和能力較強的A113能夠達到較高的去除率；隨著投加量的增加，聚合氯化鋁中的聚合鋁及不定形沉淀通過吸附架橋和網捕卷掃作用對UV254達到較好的去除效果。在投加量大于時，3種混凝劑對UV254的去除效果差距較小。
　　
　　由圖3-7(c)可以看出，Al13對DOC的去除率高于其他2種混凝劑，尤其是在投加量較低的情況下。研究者5]認為Al13的高正電荷使其對DOC有較好的去除效果。但是結合圖3-7(c)和圖3-8可以發現，DOC的去除率隨投加量一直呈持續升高的趨勢，即使在投加量大于時發生了電荷逆轉。說明電中和作用不是單一的作用機理。
　　
　　等的研究表明，在聚合氯化鋁投加量較低時，分子量較大的A13可以和水體中的親水性小分子物質發生絡合反應，生成A13NOM絡合物，并在通過0.45um膜時被去除。同樣，Al2(SO4)3和PAC中的A1m形態也可以與NOM形成Alm-NOM絡合物，但這些絡合物的粒徑較小，不能被的膜去除，所以Al2(SO4)3和聚合氯化鋁對DOC的去除率較低。隨著投加量的增加，水體中的NOM分子及Alm-NOM絡合物能被沉淀通過吸附架橋或共沉淀作用除去，因此，3種混凝劑對DOC的去除率差距減小。
　　
　　3種混凝劑不同投加量下的SUVA如圖3-7(d)所示�？梢钥闯�，在聚合氯化鋁投加量低于10mg/L時，SUVA隨著投加量的增加略有上升；當投加量繼續上升時，SUVA則出現明顯下降。這說明分子量較小的親水性的有機物更容易在低投加量下被去除，主要混凝機理為電中和以及絡合反應�；炷齽┩都恿勘容^高時，芳香性的大分子有機物更容易被去除。比較3種混凝劑，Al2(SO4)3和Al13的混凝出水的SUVA值更大，說明這2種混凝劑更易去除水體親水性有機物。