聚合氯化铝的制备方法是什么？

现在混凝剂的种类有很多，分为无机与有机两大类。无机混凝剂的优点是原料比较容易获得，成本较低，市场售价低廉，且一般无毒或者毒较低，受市场认可度较高。传统的无机混凝剂主要指的是由铝盐、铁盐等构成的无机低分子混凝剂，而无机高分子混凝剂（IPF）在六十年代初问世后就成为水处理技术领域的主要化学药剂，在混凝剂发展趋势中成为了主要研究开发对象。IPF与传统无机低分子混凝剂相比叫它的净化效能更高，具体表现在沉淀性能更加好，投加用量更加少，适应水体种类范围更广等方面，因此得到迅速发展。在20世纪80年代初期，无机高分子混凝剂的聚合形态和海凝机理成为热口研究象，人们在这期间发现了一种无机高分子混凝剂叫做聚合氯化铝（PAC），与传统铝盐混凝剂相比，它的形态结构待征和絮凝机理都有着本质区别。

　　目前我国自来水厂大多用到了聚合氯化铝，可谓水厂必加药剂之一。而聚合氯化侣的用途范围不仅可Ｗ用在自来水厂的给水净化，还可在污泥脱水方面大蟲作用，提高污泥脱水率。另外在各类污废水处理前段、中段、后端等都会用到聚合氯化铝，更多时候还会与助凝剂PAC联用。聚合氯化铝作为混凝剂，它的混凝机理可简单概括为：压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、网捕。聚合氯化铝中对于混凝沉淀作用的成分是Al，目前关于其作用机理还有大量相关研究。PAC在混凝沉淀中，在投加量较少的情况下，产的絮体大，且沉淀很快，提高了水处理的效率，对各类水体都十分有效，总体混凝性能好，这使PAC成为了目前世界上销量最大的混凝剂。目前，我国PAC市场需求庞大且一直呈上升趋势，对PAC的生产研发还有很大的市场空间另一方面，目前聚合氯化铝除了单独投加使用外，还可和其他药剂联用，比如与氧化剂高铁酸钾联用，与高锰酸钾联用，与次氯酸钠联用等，针对不同水体，其处理效果优于常规混凝剂。除此之外，在制备聚合氯化铝的过程中，还可加入一些化学药品，提高其混凝效果，生产出高效复合的新型混凝剂，比如可考虑加入氯化铁、凹凸棒土、活性硅酸钠等原材料。

　　【作用机理】

　　水解后的带有正电荷的PAC在静电库仑力、分子间范德华力、憎水斥力以及羟基与表面的键合力等的作用下，吸附在水中悬浮的胶体上。PAC在颗粒物表面结合后，颗粒物所带负电荷转化为正电荷，PAC则在颗粒物表面发生进一步的水解，在高浓度、高pH条件下单核络合物缩聚为一系列多核络合物，最后形成表面无限聚合度氢氧化铝沉淀，此时的凝聚作用转化为絮凝作用为主，电中和作用转化为粘附卷扫作用为主。絮凝法处理可以分为凝聚阶段、絮凝阶段和沉降阶段。

　　凝聚几乎是瞬时发生的，因此絮凝剂必须以尽快的速度(<0.1s)在水解反应完成之前就分散到水，以便在0.01-1s内生成的水解和聚合形态并被吸附在粒子上引起胶粒脱稳。该阶段以异向絮凝为主，由布朗运动引起，并在强烈水力作用下进一步加剧了，胶体表面发生物理化学状况变化，形成的矾花小而密实。

　　絮凝阶段是以同向絮凝为主。在此阶段要控制好适当范围的湍流程度，同时又要求在此阶段有足够的停留时间，使矾花完成其长大的过程，这是一种以物理的集合为主的过程。适当的湍流程度有利于同向絮凝进行和使小矾花碰撞长大，但湍流程度又不能太大，否则不利于吸附进行，并有可能使已最大的矾花又被破碎。

　　沉降阶段在凝聚和絮凝阶段结束后，絮体处于悬浮态，絮体主要依靠重力作用而沉降。在开始阶段，水中矾花浓度高，在沉降过程中会出现一个清水和浑水的交界面，该交界面逐渐下降，大部分矾花在此阶段被去除，悬浮物的沉降速度可用水相中悬浮物的浓度变化曲线的斜率近似表示；当大部分悬浮物已沉降，余下的粒径小、密度小的矾花以小于开始阶段的沉降速度缓慢下沉，同时相互碰撞结大；最终水相中悬浮物浓度基本不变。

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