聚合氯化鋁可以在一定程度上去除水中的硅,以下是其原理及相關(guān)影響因素等內(nèi)容:
去除原理
絮凝沉淀作用:聚合氯化鋁在水中水解會生成一系列多核羥基絡(luò)合物和氫氧化鋁膠體。這些膠體具有較大的比表面積和吸附能力,能夠通過吸附、架橋和網(wǎng)捕等作用,使水中的硅溶膠等含硅物質(zhì)凝聚成較大的絮體。硅元素在水中常以硅酸或硅酸鹽的形式存在,部分硅酸或硅酸鹽顆??杀粴溲趸X膠體吸附,形成的絮體在重力作用下沉淀,從而實現(xiàn)硅的去除。
電荷中和作用:水中的含硅顆粒帶有一定的電荷,聚合氯化鋁水解產(chǎn)生的帶正電荷的離子和膠體粒子,能夠與帶負(fù)電荷的含硅顆粒發(fā)生電荷中和反應(yīng)。使含硅顆粒的表面電荷降低,顆粒之間的靜電斥力減小,從而更容易相互碰撞聚集,形成較大的顆粒而沉淀或被過濾去除。
影響去除效果的因素
pH 值:pH 值對聚合氯化鋁去除硅的效果有顯著影響。一般在 pH 值為 6-8 的范圍內(nèi),聚合氯化鋁的水解產(chǎn)物形態(tài)和電荷特性較為適宜,對硅的去除效果較好。當(dāng) pH 值過低時,聚合氯化鋁的水解反應(yīng)不完全,生成的膠體數(shù)量和活性較低;當(dāng) pH 值過高時,氫氧化鋁膠體會溶解,不利于對硅的吸附和絮凝。
投加量:在一定范圍內(nèi),隨著聚合氯化鋁投加量的增加,硅的去除效果會提高。因為更多的聚合氯化鋁水解后會產(chǎn)生更多的膠體和活性位點,能吸附和去除更多的硅。但投加量過大時,會導(dǎo)致水體中離子濃度過高,產(chǎn)生膠體再穩(wěn)現(xiàn)象,使已經(jīng)凝聚的硅顆粒重新分散,反而降低去除效果。
水溫:水溫會影響聚合氯化鋁的水解速度和膠體的性質(zhì)。一般水溫在 20-30℃時,聚合氯化鋁的水解和絮凝效果較好。水溫過低時,水解反應(yīng)速度緩慢,生成的膠體活性較低,不利于硅的去除;水溫過高時,會使膠體的穩(wěn)定性降低,影響絮凝效果。
硅的形態(tài)和濃度:水中硅的存在形態(tài)多樣,如活性硅、膠體硅、難溶性硅化合物等。不同形態(tài)的硅對聚合氯化鋁的去除效果有影響,一般活性硅較容易被去除,而難溶性硅化合物去除難度較大。此外,硅的初始濃度越高,完全去除的難度也越大,需要增加聚合氯化鋁的投加量或采用其他輔助方法來提高去除效果。