聚合氯化铝投加量对混凝效果的影响-皓泉分析

聚合氯化铝投加量对混凝效果的影响通过对浊度、UV254、DOC等指标的测定来比较3种混凝剂处理低浊地表水的效果。图3-7(a)、(b)、(c)和(d)分别表示了3种混凝剂投加量的增加对浊度、UV254和DOC的去除效果以及对出水SUVA的影响。图3-8给出了zeta电位随投药量增加的变化情况。
　　
　　可以看出，在低投加量(1.0-5.0mg/L)下，剩余浊度随投加量的增加迅速降低。与其他2种混凝剂相比，A113混凝出水的浊度很低，这是由于低投加量下A113较高的正电荷可以有效通过吸附电中和作用中和悬浮和胶体颗粒之间的静电斥力（图3-8）。随着投加量的继续增加，剩余浊度的降低减缓并最终趋于稳定。当投加量高于11.0mg/L时，由于电荷逆转(图38)，3种混凝体系的剩余浊度出现不同程度的返混，且3种混凝剂的出水浊度顺序为Al2(SO4)3<聚合氯化铝<Al13。这也是由于Al13的正电荷较高，使颗粒和胶体带有较高的同号正电荷，相互排斥而复稳。
　　
　　值得注意的是，虽然A12(S01)3在投加量为5.0-11.0mg/L时zeta电位较低，但是依然能够有效地去除浊度。这是由于单体铝形态在投入水体中能够进一步聚合形成低聚体、聚A113形态以及不定形A1(OH)3沉淀，这一点已经被其他文献报道[3,4]。单体铝进一步水解形成的铝聚合体及沉淀可以通过吸附架桥或者共沉淀除去悬浮和胶体颗粒。
　　
　　天然水体中的UV254主要用来表征水体中的芳香族有机物，3种混凝剂对UV254的去除效果见图3-7(b)。随着投加量的增加，UV254的去除率逐渐增加。在低投加量下，电中和能力较强的A113能够达到较高的去除率；随着投加量的增加，聚合氯化铝中的聚合铝及不定形沉淀通过吸附架桥和网捕卷扫作用对UV254达到较好的去除效果。在投加量大于时，3种混凝剂对UV254的去除效果差距较小。
　　
　　由图3-7(c)可以看出，Al13对DOC的去除率高于其他2种混凝剂，尤其是在投加量较低的情况下。研究者5]认为Al13的高正电荷使其对DOC有较好的去除效果。但是结合图3-7(c)和图3-8可以发现，DOC的去除率随投加量一直呈持续升高的趋势，即使在投加量大于时发生了电荷逆转。说明电中和作用不是单一的作用机理。
　　
　　等的研究表明，在聚合氯化铝投加量较低时，分子量较大的A13可以和水体中的亲水性小分子物质发生络合反应，生成A13NOM络合物，并在通过0.45um膜时被去除。同样，Al2(SO4)3和PAC中的A1m形态也可以与NOM形成Alm-NOM络合物，但这些络合物的粒径较小，不能被的膜去除，所以Al2(SO4)3和聚合氯化铝对DOC的去除率较低。随着投加量的增加，水体中的NOM分子及Alm-NOM络合物能被沉淀通过吸附架桥或共沉淀作用除去，因此，3种混凝剂对DOC的去除率差距减小。
　　
　　3种混凝剂不同投加量下的SUVA如图3-7(d)所示。可以看出，在聚合氯化铝投加量低于10mg/L时，SUVA随着投加量的增加略有上升；当投加量继续上升时，SUVA则出现明显下降。这说明分子量较小的亲水性的有机物更容易在低投加量下被去除，主要混凝机理为电中和以及络合反应。混凝剂投加量比较高时，芳香性的大分子有机物更容易被去除。比较3种混凝剂，Al2(SO4)3和Al13的混凝出水的SUVA值更大，说明这2种混凝剂更易去除水体亲水性有机物。