聚氯化鋁(PAC)的除氟能力源于其獨特的化學特性和作用機制,主要涉及以下原理:
一、化學吸附與沉淀作用
?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?)通過靜電引力結合,首先生成氫氟酸(HF)中間產物,隨后進一步形成難溶的氟化鋁(AlF?)沉淀并析出。反應式:
Al3?+3F?→AlF?↓Al3?+3F?→AlF?↓
?絡合作用?鋁離子與氟離子還可形成多種穩(wěn)定絡合物(如AlFnAlFn^{(3-n)}),降低水中游離氟濃度。
二、物理共沉淀效應
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部,最終通過固液分離去除。
三、實際應用中的關鍵影響因素
投加量?:需根據(jù)原水氟濃度動態(tài)調整,一般每千噸水投加11-13公斤PAC(以Al?O?≥30%計)。
?溫度?:低于20℃時反應活性下降,需通過加熱或保溫措施維持效率。
水質條件?:高濁度水體中,PAC可通過同步去除懸浮物提升除氟效果。
四、技術優(yōu)勢對比
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33%-75%?。