聚氯化鋁(PAC)的除氟能力源于其獨(dú)特的化學(xué)特性和作用機(jī)制,主要涉及以下原理:
一、化學(xué)吸附與沉淀作用
?鋁離子釋放?PAC溶于水后迅速解離出高電荷的鋁離子(Al3?),這些離子與氟離子(F?)通過靜電引力結(jié)合,首先生成氫氟酸(HF)中間產(chǎn)物,隨后進(jìn)一步形成難溶的氟化鋁(AlF?)沉淀并析出。反應(yīng)式:
Al3?+3F?→AlF?↓Al3?+3F?→AlF?↓
?絡(luò)合作用?鋁離子與氟離子還可形成多種穩(wěn)定絡(luò)合物(如AlFnAlFn^{(3-n)}),降低水中游離氟濃度。
二、物理共沉淀效應(yīng)
PAC水解生成的氫氧化鋁(Al(OH)3Al(OH)3)膠體具有巨大比表面積和正電荷,通過以下方式強(qiáng)化除氟:
表面吸附?:膠體通過靜電作用直接吸附氟離子。
?網(wǎng)捕包裹?:絮凝過程中形成的絮體將氟離子包裹于內(nèi)部,最終通過固液分離去除。
三、實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵影響因素
投加量?:需根據(jù)原水氟濃度動(dòng)態(tài)調(diào)整,一般每千噸水投加11-13公斤PAC(以Al?O?≥30%計(jì))。
?溫度?:低于20℃時(shí)反應(yīng)活性下降,需通過加熱或保溫措施維持效率。
水質(zhì)條件?:高濁度水體中,PAC可通過同步去除懸浮物提升除氟效果。
四、技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)比
相比傳統(tǒng)鋁鹽(如硫酸鋁),PAC具有更高電荷密度和更快的絮凝速度,同等投加量下除氟效率可提升30%?17。典型應(yīng)用中,PAC可將氟化物濃度從14.6 mg/L降至0.4-1.0 mg/L,去除率達(dá)33%-75%?。