聚合氯化鋁（PACl）作為一種常用的水處理混凝劑，其性能受到多種因素的影響，其中攪拌條件和共存物質(zhì)是兩個重要方面，它們之間還存在協(xié)同作用機制。以下將從攪拌條件、共存物質(zhì)分別對 PACl 性能的影響以及兩者協(xié)同作用機制展開詳細闡述。

攪拌條件對聚合氯化鋁性能的影響

• 混合強度與絮體形成：攪拌強度是影響 PACl 混凝效果的關(guān)鍵因素之一。在快速混合階段，較高的攪拌強度有助于 PACl 迅速分散在水體中，與污染物充分接觸并發(fā)生水解和聚合反應(yīng)，形成初始的小絮體。研究表明，在電荷中和混凝過程中，適宜的快速攪拌強度能使 PACl 更好地發(fā)揮電中和作用，壓縮膠體顆粒的雙電層，促使顆粒聚集。然而，攪拌強度過大可能導(dǎo)致剛形成的絮體破碎，影響混凝效果。在慢速混合階段，適當(dāng)?shù)臄嚢鑿姸龋ㄈ缇礁俣忍荻?G 為 15 s?¹ ）有利于小絮體進一步碰撞、凝聚形成更大的絮體結(jié)構(gòu)，增強沉降性能。但如果攪拌強度過低，絮體碰撞機會減少，不利于絮體的生長和凝聚。
• 攪拌時間與混凝效果：攪拌時間同樣對 PACl 的混凝性能有顯著影響。在快速混合階段，需要足夠的時間使 PACl 與污染物充分反應(yīng)，一般較短時間即可完成電中和等初期反應(yīng)。而在慢速混合階段，形成較大絮體所需的時間因混凝機制而異。電荷中和混凝過程相較于卷掃混凝需要更長的慢速攪拌時間，以確保絮體充分生長。基于剩余濁度考慮的最佳慢速攪拌時間通常比形成最大平均絮體所需時間更長，這意味著在實際應(yīng)用中，需要適當(dāng)延長慢速攪拌時間以達到更好的混凝效果。

共存物質(zhì)對聚合氯化鋁性能的影響

• 與磁性顆粒的相互作用：磁性顆粒（MPs）與 PACl 共存時，會對混凝過程產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)，MPs 與 PACl 中不同鋁物種存在相互作用，MPs 與 Al?連接較弱，而 MPs 與 Alb - HA 形成復(fù)合物，使?jié)岫热コ蕪?90.2% 提高到 96.0%，膠體鋁含量從 0.67 mg/L 降至 0.30 mg/L 。同時，腐殖質(zhì)類成分可吸附在 MPs 上形成 MPs - HA 復(fù)合物，增強對溶解性有機碳（DOC）的去除，從 55% 提高到 58.5%。但 MPs 的加入使絮體結(jié)構(gòu)松散，絮體分形維數(shù)減?。?.74），平均尺寸和強度低于傳統(tǒng)混凝過程（分別為 425 μm 和 49.7%，傳統(tǒng)混凝為 464 μm 和 58.3%），大絮體（＞700 μm）的累積體積百分比從 29.7% 降至 20.7%，不過通過磁吸引對這些碎片的有效分離維持了高效的混凝性能。
• 與其他物質(zhì)的協(xié)同除磷作用：在除磷方面，一些物質(zhì)與 PACl 存在協(xié)同作用。例如赤泥能顯著提高 PACl 對模擬廢水和實際污水的除磷效果，而聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDADMAC）則沒有明顯作用。PACl 本身對模擬廢水磷的去除率達 94.6%，對實際污水總磷去除率達 96.6%，濁度去除率達 93.8% ，與赤泥協(xié)同后，除磷效果進一步提升。
• 與 Phoslock 的協(xié)同作用：在湖泊水治理中，PACl 與 Phoslock 聯(lián)合使用表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。單獨使用 PACl（70% 堿度，8 mg Al/L）時，對磷酸鹽、葉綠素 a 和濁度的去除效率分別為 93.8%、90.7% 和 93.5%；單獨使用 Phoslock（800 mg/L）時，相應(yīng)去除效率分別為 70.5%、73.2% 和 90.0%。而 PACl（4 mg Al/L）與 Phoslock（300 mg/L）組合使用時，對磷酸鹽、葉綠素 a 和濁度的去除效率分別達到 88.5%、99.4% 和 99.5%，比單獨使用 PACl 或 Phoslock 的去除效率提高了 12.6% - 23.5% 或 10.5% - 55.4%。且兩者聯(lián)合使用對 pH 和溶解性有機碳水平變化具有較高耐受性，形成的絮體沉降性能更好，在 30 min 沉降時間內(nèi)，與單獨使用 PACl 和 Phoslock 相比，使用 PACl + Phoslock 處理后濁度降低效果提高了 48.5% - 61.6% 。

攪拌條件與共存物質(zhì)的協(xié)同作用機制

• 對絮體結(jié)構(gòu)和性能的協(xié)同影響：攪拌條件與共存物質(zhì)共同作用于絮體的形成和結(jié)構(gòu)。例如，當(dāng)存在磁性顆粒時，攪拌強度和時間會影響 MPs 與 PACl 形成的絮體結(jié)構(gòu)。適宜的攪拌能促進 MPs 與 PACl 水解產(chǎn)物的相互作用，使絮體結(jié)構(gòu)更合理，雖絮體尺寸可能變小，但通過磁吸引可有效分離碎片，維持混凝效果。而在與赤泥協(xié)同除磷過程中，攪拌條件影響 PACl 與赤泥的分散及與磷的接觸反應(yīng)，合適的攪拌強度和時間可使三者充分接觸，提高除磷效率。
• 對混凝過程的協(xié)同優(yōu)化：在實際水處理中，攪拌條件和共存物質(zhì)相互配合，優(yōu)化混凝過程。如在湖泊水治理中，攪拌條件影響 PACl 與 Phoslock 的混合均勻程度，進而影響它們對磷酸鹽和藍藻的去除效果。適當(dāng)?shù)臄嚢鑿姸群蜁r間可使 PACl 和 Phoslock 在水體中均勻分布，充分發(fā)揮兩者的協(xié)同作用，提高對污染物的去除效率以及絮體的沉降性能。在電荷中和混凝或卷掃混凝過程中，攪拌條件與共存物質(zhì)的協(xié)同作用也體現(xiàn)在對混凝效果的影響上。攪拌條件影響 PACl 與共存物質(zhì)在水體中的擴散和反應(yīng)，而共存物質(zhì)的性質(zhì)和濃度又影響絮體的形成和生長，兩者協(xié)同決定了最終的混凝性能，包括剩余濁度、絮體尺寸和沉降性能等。