聚合氯化鋁（Polyaluminium Chloride，縮寫為 PAC），又稱為堿式氯化鋁或羥基氯化鋁，是一種廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。以下將從其制備方法、性能特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域以及相關(guān)研究等方面進(jìn)行介紹。

制備方法

• 膜法：以雜萘聯(lián)苯共聚醚砜（PPBES）中空纖維超濾膜作為膜反應(yīng)器，采用中空纖維膜法制備聚合氯化鋁。通過(guò)實(shí)驗(yàn)考察堿化度、堿液滲透速率和 AlCl?溶液流速對(duì) PAC 中 Alb 含量的影響，從而優(yōu)化制備條件。如以 0.5 mol/L 的 NaOH 溶液和 1.25 mol/L 的 AlCl?溶液可制備出總鋁濃度為 0.22 mol/L，Alb 含量達(dá) 81.1％的高 Alb 含量的 PAC。
• 傳統(tǒng)化學(xué)法：一種方法是按重量稱取 31 - 58 份鹽酸、15 - 18 份鋁酸鈣粉和 25 - 55 份水。先在常壓下向耐酸容器中加入一定量水，攪拌均勻的同時(shí)加入一定量鹽酸，使酸水混合液中鹽酸含量為 15 - 18%。接著攪拌該混合液，緩慢加入鋁酸鈣粉，保持溫度在 85 - 98℃反應(yīng) 2 - 3 小時(shí)。之后繼續(xù)攪拌并加入剩余的水，反應(yīng)完成后，通過(guò)靜置、離心、壓濾等方法進(jìn)行液渣分離，得到符合標(biāo)準(zhǔn)的聚合氯化鋁液體。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
• 以廢渣為原料制備：以工業(yè)廢渣煤矸石為原料，確定了制備聚合氯化鋁的優(yōu)化條件。這種方法不僅實(shí)現(xiàn)了廢渣的資源化利用，還降低了生產(chǎn)成本。利用該方法制備的 PAC 在處理生活污水和印染廢水時(shí)，當(dāng)廢水的 pH 在 6.0 - 10.0 時(shí)，濁度去除率和 COD 去除率效果均較好，適宜的投加量為 0.3 - 0.5 mL/L，且處理效果比市售 PAC 更佳6。還有以赤泥為原料，通過(guò)鹽酸提取 Al 和 Fe ，再通過(guò)調(diào)節(jié)浸出液的 pH 值、Al 與 Fe 的摩爾比以及聚合溫度，制備出高效的聚合氯化鋁鐵（PAFC）絮凝劑。

性能特點(diǎn)

• 絮凝性能良好：PAC 對(duì)模擬染料廢水具有良好的絮凝性能，最高脫色率均達(dá)到 96％以上 。在除磷方面表現(xiàn)出色，對(duì)模擬廢水磷的去除率達(dá) 94.6%，對(duì)實(shí)際污水總磷去除率達(dá) 96.6%，濁度去除率達(dá) 93.8%。
• 適應(yīng)范圍廣：在不同水質(zhì)和 pH 條件下都能有較好的處理效果。例如在處理生活污水和印染廢水時(shí)，廢水 pH 在 6.0 - 10.0 時(shí)，使用煤矸石制備的 PAC 能取得較好的濁度去除率和 COD 去除率 。在飲用水處理中，其最佳混凝的 pH 范圍為 7.5 - 8.0。
• 其他優(yōu)勢(shì)：與傳統(tǒng)的混凝劑明礬相比，PAC 可減少大量污泥的產(chǎn)生，避免了因使用明礬導(dǎo)致的水 pH 降低問(wèn)題（使用明礬需用石灰調(diào)節(jié) pH），且其混凝 pH 范圍更寬泛，克服了明礬混凝 pH 范圍僅在 6.5 - 8.0 的局限。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 水處理：在飲用水處理中，可有效去除水中的雜質(zhì)、膠體和微生物等，提高水質(zhì)。在污水處理方面，對(duì)生活污水、印染廢水、模擬染料廢水等都有良好的處理效果，能去除濁度、色度、化學(xué)需氧量（COD）以及磷等污染物。
• 污泥處理：在正向滲透處理廢棄活性污泥濃縮過(guò)程中，PAC 調(diào)理有助于提高正向滲透性能，減輕膜污染。例如，可使污泥在每個(gè)操作周期結(jié)束時(shí)濃縮至 52.5 g/L，同時(shí)大大提高了污泥濃縮效率和正向滲透的水回收率通量，還能減少污泥毛細(xì)吸水時(shí)間、胞外聚合物含量，特別是松散結(jié)合的胞外聚合物，從而實(shí)現(xiàn)污泥濃縮的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

相關(guān)研究進(jìn)展

• 性能優(yōu)化研究：研究不同制備條件對(duì) PAC 性能的影響，如通過(guò)調(diào)整聚合 pH、Al/Fe 摩爾比和聚合溫度等參數(shù)，制備性能更優(yōu)的聚合氯化鋁鐵（PAFC）絮凝劑，以提高對(duì)老化垃圾滲濾液的絮凝效果。
• 應(yīng)用條件研究：確定 PAC 在不同水處理場(chǎng)景中的最佳混凝劑劑量、混合速度和操作 pH 等條件，如在加納 Barekese 水處理廠的研究中，得出最佳混合速度為 150/25 rpm，最佳 PAC 劑量為 15 mg/L，最佳 pH 范圍為 7.5 - 8.0，以實(shí)現(xiàn)更好的混凝效果。