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论聚合氯化铝盐基度与混凝效果的关系

   聚合氯化铝(PAC)与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐,而聚氯化铝的结构由形态多变的多元羟基络合物及聚合物组成,为无定形的无机高分子,因而聚氯化铝表现出许多不同于传统混凝剂的特异混凝功能。引起聚氯化铝形态多变的基本成分是OH离子,衡量聚氯化铝中OH离子的指标叫盐基度(Basicity,缩写为B),通常将盐基度定义为聚氯化铝分子中OH与Al的当量百分比[1、2]:B=[OH]/[Al]×100(%)。聚氯化铝可理解为介于正盐AlCl3和碱Al(OH)3之间的水解产物。一般,聚氯化铝盐基度在16.7%~83.3%范围,日本标准的盐基度为45%~65%。

 除OH、Al当量比盐基度外,尚有OH、Al摩尔比盐基度,但应用不普遍。汤鸿霄首次在国内外提出了以形成函数F代替盐基度B作为基本特征参数,定名为水解度B*,并认为水解度B*这一概念可以精确表达聚氯化铝结构组成,并能反映整个水解动态过程。

 根据工作实践,OH、Al当量比盐基度的概念在生产投料和生产应用中均有较好的指导作用,分析和计算较简捷,具有较好的实用价值。我国聚氯化铝生产所采用的原料和工艺不同于世界上其他国家,因而作为主要质量指标的盐基度与国外有着较大的差异。

   无论是固体还是液体聚氯化铝,在同等加药量情况下,中国产品的混凝效果优于国外产品。一般而言,按同一生产工艺,聚氯化铝产品盐基度越高,原材料单耗和成本越低;在水处理中的同等投加量情况下,消耗水中碱度也越少。采用适当的工艺技术,液体聚氯化铝的稳定期可以达到1年以上,不低于传统工艺产品。液体产品在不同干燥过程中,盐基度提高2%~4%左右。当盐基度提高到85%以上时,要求有精确的投料计算和工艺控制,固液分离难度也加大,因而要采用先进的技术。

 结论

 ①盐基度是聚氯化铝产品的最重要质量指标之一,也是最重要的生产控制参数。

 ②OH、Al当量比盐基度与混凝效果和生产控制条件有较好的相关性,因此,盐基度概念仍然具有实用价值。

 ③液体聚氯化铝的盐基度指标,考虑到生产控制可行性、生产成本和混凝效果,建议标准取值为45%~90%。

 ④固体聚氯化铝的盐基度指标,在液体的盐基度取值基础上,考虑干燥时盐基度的升高,建议标准取值为45%~95%。

 ⑤提高聚氯化铝产品的盐基度,可大幅提高生产和使用的经济效益。盐基度从65%提高到92%,生产原料成本可降低20%,使用成本可降低40%。

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