聚合氯化鋁的凝聚絮凝作用機(jī)理，混凝過(guò)程中羥基聚合鋁絮凝劑的水解形態(tài)對(duì)顆粒物表面的吸附電中和作是導(dǎo)致膠體顆粒凝聚脫穩(wěn)的主要因素。絮凝劑的不同形態(tài)在顆粒表面的吸附中和作用主是通過(guò)水流擴(kuò)散進(jìn)入固/液界面并隨之吸附在顆粒表面上，從而中和顆粒表面負(fù)電荷。鋁鹽水解與凝聚動(dòng)力學(xué)研究表明，在恒定的流速率梯度下，水解聚合速率與擴(kuò)散吸附/電中和脫穩(wěn)速率均為同一數(shù)量級(jí)，即在微秒瞬間完成，而佳凝聚形態(tài)A12(OH)則相對(duì)緩慢，為1s至數(shù)分鐘2，大量研究表明8，投加到水中的A1聚合形態(tài)對(duì)負(fù)電荷表面粒的強(qiáng)吸、電中和作用及絮凝黏結(jié)架橋作用是導(dǎo)致聚合鋁凝聚絮凝作用的形態(tài)。

根據(jù)四種不同B值羥基聚合鋁絮凝劑的形態(tài)分布特征可以知道，A3形態(tài)在聚合鋁PAC10、PAC22和PAC25中均可以直接檢測(cè)出來(lái)并且聚合鋁PAC22的主要形態(tài)為A13(PAC10:41.8％，PAC2:76.7％，PAC25:379％)，而PAC0和PAC25分別含有一部分鋁單體和鋁的多聚體。聚合鋁PAC28以鋁的多聚體和凝膠態(tài)氫氧化鋁為主要形態(tài)。結(jié)合不同絮凝劑的凝聚絮凝行為，不同的鋁鹽形態(tài)表現(xiàn)出相異的凝聚絮凝作用機(jī)理，從而根據(jù)其作用機(jī)理制備不同形態(tài)的羥基聚合鋁絮凝劑應(yīng)用于不同的水處理工藝。圖6-14分別以A和硫酸鋁為例綜合概括了傳統(tǒng)鋁鹽與羥基聚合鋁絮凝劑在中性pH條件下的凝聚絮凝作用理，二者的吸附特征、電中和能力及絮體顆粒大小均存在著差別從而表現(xiàn)出不同的凝聚累凝效能

1.電中和與吸附絮

絮凝劑對(duì)顆粒物的電中和與吸附作用直接相關(guān)。鋁鹽類(lèi)絮凝劑在投加水中后會(huì)水解生成系列化合物，其水解聚合形態(tài)與溶液化學(xué)條件有關(guān)，因此鋁鹽絮凝劑的擴(kuò)散電中和、吸附脫穩(wěn)速率和形成絮體的大小將受其在不同溶液條件形成的水解形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響。一般來(lái)說(shuō)，以鋁單體為主的傳統(tǒng)鋁鹽絮凝劑在絮凝反應(yīng)過(guò)程中形成高聚合態(tài)A13相對(duì)緩慢而且易于水解生成弱正電荷的溶膠沉淀物A(OH(am)。而作為預(yù)制的羥基聚合鋁絮凝劑由于強(qiáng)制水解過(guò)程生成大量穩(wěn)定的高聚合態(tài)化合物A3或A13聚集體乃至更高聚合態(tài)鋁化合物，這類(lèi)高聚合態(tài)化合物具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、水解惰性和高正電荷等特點(diǎn)，因此在投加水中后表現(xiàn)出不同的絮凝反應(yīng)途徑。傳統(tǒng)鋁鹽是首先水解然后其水解產(chǎn)物吸附至顆粒物表面，高聚合態(tài)鋁化合物則是以原有形態(tài)先吸附在顆粒物表面。由于這類(lèi)化合物通常帶有較高的正電荷，可以迅速中和顆粒物表面電荷而改變其電位，增強(qiáng)顆粒間的有效碰撞效率。圖6-15給出三類(lèi)含A13的羥基聚合鋁絮凝劑和硫酸鋁在相同投加量下顆粒物表面覆蓋率與電動(dòng)電位的關(guān)系([Ar]＝x10mol/L)由于不同絮凝劑的吸附行為不同，因此在相同的投加量下比較顆粒物的表面覆蓋率和電動(dòng)電位變化可以間接反映出絮凝劑的電荷量變化。