近代净水药剂聚硅氯化铝的应用

近代净水药剂聚硅氯化铝的应用

李洋 

大庆油田水务环保公司净水剂公司  163000

摘要：聚硅氯化铝作为一种现代水处理药剂，以其显著的应用效果，在净化水源的领域占据了重要地位。该药剂的核心价值体现在其优异的水净化能力，特别是在提升水质清澈度和降低有害物质含量方面的显著优势。聚硅氯化铝，通过其独特的化学属性，有效整合了传统水处理方法的长处，同时极大地减少了处理过程中的副作用和成本。因此，本文将讨论近代净水药剂聚硅氯化铝的应用要点。

关键词：近代；净水药剂；聚硅氯化铝；应用

前言：聚硅氯化铝及其相关研究的进步，不仅丰富了水处理技术的内涵，也为提高水资源的利用效率和保护水环境提供了有力的技术支撑。通过不断探索和创新，聚硅氯化铝的应用领域将更加广泛，对未来水处理技术的发展具有长远的意义。

一、聚硅氯化铝

聚合氯化铝（PAC）因其卓越的水净化性能，在国际及国内水处理领域被广泛采纳。对比较古老的铝盐混凝剂，PAC展现出更为优异的水净化能力，因而长期以来一直受到青睐。近段时间，为了进一步提升水处理效果同时降低成本，研究者致力于往PAC中引入多样化的金属离子、阴离子或有机高分子，由此诞生了多款新型产品如聚合氯化铝铁（PAFC）、聚硫氯化铝（PACS）及有机复合型聚合铝等。聚合铝硅这类无机高分子成份吸引了研究者的极大兴趣，迅速成为复合无机混凝剂领域的研究重点[1]。利用硫酸铝、水玻璃等基本原料，在特定的制备条件下，开发出一系列新型产品，包括聚合硅酸硫酸铝（PASS）和含铝聚硅酸（PSAA）等。这些研发成果证明了铝硅复合型混凝剂在提升清水效果以及减少水中残留铝含量方面的显著优势。此前的研究已经使用诸如氯化铝、水玻璃、盐酸及碳酸钠等原材料，在共聚和复合这两种不同工艺下成功制备了低浓度的聚硅氯化铝（PASC）。这些研究重点探讨了PASC中铝的水解—聚合过程，聚硅酸与铝水解聚合产品之间的相互作用，以及其分子量与结构形态、电性、铝水解聚合产物的形态分布及其转化规律等方面。

二、近代净水药剂聚硅氯化铝在地表水处理中的应用要点与效果

从黄河济南段的泺口取得的水样显示，水体呈现高浊度特征，具体表现在pH值达到了8.54，浊度高达692 NTU，悬浮固体(SS)含量为1300 mg/L。这样的水质状况对混凝剂的选择提出了特殊要求，以期达到理想的净水效果。在探索不同混凝剂的效果时，通过比较传统的聚合氯化铝(PAC)与添加了不同比例硅酸盐的PASC的效果，发现PASC在除浊方面的表现更为突出。特别是当铝盐和硅酸盐的摩尔比（A/l Si）增加时，PASC的除浊能力也随之增强。这一现象揭示了向铝盐类混凝剂中适当添加硅酸盐，能有效提升混凝效果[2]。针对黄河水特有的泥砂快速沉降需求，混凝剂必须同时具备电荷中和和强力吸附架桥的能力。PASC正是在这样的背景下应运而生，它是将带正电荷的铝盐水解聚合物与带负电荷的聚硅酸在特定条件下进行复合反应得到的。这种复合反应后的产物不仅降低了正电荷，还显著提高了分子量，使得PASC在电荷中和和吸附架桥方面的能力都得到了明显的增强。本研究的成果表明，在测试的A/l Si摩尔比范围中，仅当A/l Si摩尔比达到30且混凝剂的投加量为B=2.0时，对黄河水的处理才能达到理想的净化效果。这一发现不仅对混凝技术在黄河水处理中的应用提供了有价值的参考，也为今后的水处理实践提供了新的思路和方向。通过精确控制混凝剂的配比，实现了对黄河这一特殊水体的有效治理，展示了现代水处理技术的进步和创新能力。

三、应用近代净水药剂聚硅氯化铝处理后水中的残余铝含量分析

在进行一项有关水质净化的实验中，研究者采用了含量为100mg/L的高岭土配制而成的模拟水样，该模拟水除了自身含铝量为0.1150mg/L外，还特别添加了自来水和去离子水按1:1的比例混合。实验过程中，通过使用孔径为0.45μm的微孔滤膜对混凝沉淀处理后的水样进行过滤，并测定了过滤后水样中的残留铝含量。值得注意的是，在报告实验结果时，并未排除水样原有铝含量的影响。研究结果展示，在对水进行处理后，采用聚硅酸铝（PASC）作为混凝剂的样本相比于普通聚合氯化铝（PAC）所得的水样具有更低的残留铝含量。进一步的数据分析表明，当A/l Si摩尔比较低时，水中的残留铝含量也相应较低，这一发现凸显了过滤步骤在减少饮用水中残留铝含量方面的重要性。此外，实验还揭示了向PAC中添加聚硅酸有助于进一步降低水中的残留铝量。
    实验亦观察到，B值（投加剂量）和pH值对于混凝剂处理水后残留铝含量的影响具有决定性作用。随着B值的增加，水中的残留铝含量降低，特别是使用PASC时，这种趋势更为明显。相同B值条件下，相比于PAC，PASC使水中的残留铝含量更低，且A/l Si摩尔比越小，其效果越好。进一步的结果还指出，在相同pH条件下，PASC使水中残留铝含量始终低于PAC，尤其是在A/l Si摩尔比较小时。在中性pH值附近，两种混凝剂的净化效果均达到最佳，而pH值的升高或降低都会导致水中残留铝含量的增加。这些发现不仅进一步证实了PASC在水处理领域的高效性和优越性，也强调了在处理饮用水中残留铝问题时，优化混凝剂配比、控制pH值以及后续过滤步骤的重要性

[3]。这些措施共同作用，有助于实现更佳的水质净化效果，保障水质安全，对未来水处理技术的优化提供了有力的参考依据。

四、近代净水药剂聚硅氯化铝在炼油厂含油废水处理中的应用要点与效果

在济南炼油厂废水处理车间的隔油池采集了水样，分析结果显示，该废水含油量为94.27mg/L，化学需氧量(COD)达到了345.56mg/L。为了对这种含油废水进行有效治理，采用了聚合氯化铝（PAC）及不同铝硅摩尔比（A/l Si）的聚硅酸铝（PASC）作为混凝剂进行处理实验，混凝剂的投加量均设定为B=2.0。实验的结果揭示了PASC在去除油分与降低COD方面优于PAC的表现，而且当铝硅摩尔比更小的时候，PASC的处理效果更佳。此种现象的背后逻辑在于，通过向PAC添加聚硅酸，其吸附架桥功能得以增强，这使得PASC对于废水中胶体污染物的捕捉与去除能力显著提升。这种机制的改进，直接导致了混凝效果的优化，尤其是在除油和降低COD指标上的显著效果。从这项研究中可以得出，PASC利用其改良后的吸附架桥能力，在含油废水治理领域展现了明显的优势，尤其是在铝硅摩尔比更小的情况下，其效果更为显著。此发现不仅为工业废水处理提供了新的解决方案，还为未来混凝剂的研发与优化提供了有价值的参考，展现了改进水处理化学品性能的可能性。这一进步标志着在环境保护与资源循环利用方面的又一步前进，为油污染的水体提供了一种更为有效的净化途径。

结语：实际应用中，对于高浊度的地表水而言，那些铝硅摩尔比较高的PASC显示出更优的清水效果。反之，对于浊度中等或较低的地表水，以及炼油厂排放的含油废水，低铝硅摩尔比的PASC在混凝处理中表现得更为出色。这一现象揭示了，为达到最佳的净化效果，有必要根据不同水质情况通过实验调整PASC中的铝硅摩尔比。进一步分析表明，PASC的混凝效果不仅与A/l Si摩尔比有关，还与其投加量（B值）紧密相关。随着B值的增加和A/l Si摩尔比的降低，处理后水体中的残留铝含量明显降低。特别是在中性pH值范围内，这种残留铝含量达到了最低点。因此，通过精准控制PASC的铝硅摩尔比和适当提高B值，可以有效降低处理水中的残留铝含量，实现水处理的最优化。这种方法论为不同质量要求的水体提供了一个有效的净化方案，为混凝剂的应用与研发指明了方向。

参考文献：

[1]马启航,陈大杰.液体聚硅氯化铝在涂装废水处理中的应用实践[J].广东化工,2022,49(09):98-100+143.

[2]胡文云,汪维.聚硅氯化铝镁混凝剂处理染料废水的研究[J].武汉轻工大学学报,2018,37(04):52-57.

[3]潘登,郑延成,余丽雯,等.自制聚硅氯化铝在钻井污水中的应用[J].精细石油化工进展,2014,15(02):30-33.

作者简介：李洋，性别：男，民族：汉，籍贯：黑龙江省大庆市，出生年月：19841210

，文化程度：大学本科，研究方向：药剂研发方向、给排水工程.