聚合氯化鋁(PAC),又稱(chēng)堿式氯化鋁,化學(xué)式為ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一種多價(jià)電解質(zhì),能顯著(zhù)地降低水中粘土類(lèi)雜質(zhì)(多帶負電荷)的膠體電荷。由于相對分子質(zhì)量大,吸附能力強,形成的絮凝體較大,絮凝沉淀性能優(yōu)于其他絮凝劑。PAC聚合度較高,投加后快速攪拌,可以大大縮短絮凝體形成時(shí)間。PAC受水溫影響較小,低水溫時(shí)使用效果也很好。它對水的pH值降低較少,適用的pH范圍寬(可在pH=5~9范圍內使用),故可不投加堿劑。PAC的投加量少,產(chǎn)泥量也少,且使用、管理、操作都較方便,對設備、管道等腐蝕性也小。因此,PAC在水處理領(lǐng)域有逐步替代硫酸鋁的趨勢,其缺點(diǎn)是價(jià)格較高。
另外,從溶液化學(xué)的角度看,PAC是鋁鹽水解—聚合—沉淀反應過(guò)程的動(dòng)力學(xué)中間產(chǎn)物,熱力學(xué)上是不穩定的,一般液體PAC產(chǎn)品均應在半年內使用。添加某些無(wú)機鹽(如CaCl2、MnCl2等)或高分子(如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等)可提高PAC的穩定性,同時(shí)可增加凝聚能力。從生產(chǎn)工藝講,在PAC的制造過(guò)程中引入一種或幾種不同的陰離子(如SO42-、PO43-等),利用增聚作用可以在一定程度上改變聚合物的結構和形態(tài)分布,進(jìn)而提高PAC的穩定性和功效;如果在PAC的制造過(guò)程中引入其它陽(yáng)離子組分,如Fe3+,使Al3+和Fe3+交錯水解聚合,可制得復合絮凝劑聚合鋁鐵。
三氧化二鋁含量是聚合氯化鋁有效成分的衡量指標,一般而言,絮凝劑產(chǎn)品密度越大,三氧化二鋁含量越高。一般來(lái)說(shuō),堿化度越高的聚合氯化鋁吸附架橋能力越好,但因接近[Al(OH)3]n而易產(chǎn)生沉淀,因此穩定性也較差。
由于聚合氯化鋁可以看作是AlCl3逐步水解轉化為Al(OH)3過(guò)程中的中間產(chǎn)物,也就是Cl-逐步被羥基OH-取代的各種產(chǎn)物。聚合氯化鋁的某種形態(tài)中羥基化程度就是堿化度,堿化度是聚合氯化鋁中羥基當量與鋁的當量之比。
實(shí)踐表明,堿化度是聚合氯化鋁的最重要指標之一,聚合氯化鋁的聚合度、電荷量、混凝效果、成品的pH值、使用時(shí)的稀釋率和儲存的穩定性等都與堿化度有密切關(guān)系。常用聚合氯化鋁的堿化度多為50%~80%。