高寶玉^１，岳欽艷^１，王占生^２，湯鴻霄^３?
（1.山東大學環境工程系，山東濟南 250100；2.清華大學環境科學與工程系，北京100084；3.中國科學院生態環境研究中心，國家重點環境水化學實驗室，北京100085）

　　摘要：比較了聚硅氯化鋁(PASC)和聚合氯化鋁(PAC)處理各種地表水的混凝效果，結果表明，PASC較PAC具有更好的混凝效果。制備工藝和Al/Si摩爾比對PASC的混凝效果有影響，在相同Al/Si摩爾比下，共聚法制備的PASC(共)的混凝效果優于復合法制備的PASC(復)。對PASC(共)而言，在一定的Al/Si摩爾比范圍內其比值越小，混凝效果就越好 。但對PASC(復)而言，只有具有合適Al/Si摩爾比的產品其混凝效果最好，比值過高或過低，其混凝效果下降。與PAC相比，溫度對PASC的混凝效果影響較小。?
　　關鍵詞：聚硅氯化鋁(PASC)；混凝劑；水處理；混凝效果
　　中圖分類號：TU991.22
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1000-4602(1999)12-0014-04

Study on the Coagulation of Polyaluminum Silicate Chloride(PASC) in Water Treatment

GAO Bao-yu^１，YUE Qin-yan^１，WANG Zhan-sheng^２，TANG Hong-xiao^３
(1.Depart. of Environ. Eng.,Shandong Univ.,Jinan 250100，China;2.De part. of Environ. Sci. and Eng.,Qinghua Univ.,Beijing 100084?，China;3.Ecological Environ.Research Center of Chinese Academy of Sci.,Beijing 100085,China)

　　Abstract：The coagulation efficiency of polyaluminum silicate chloride (PASC ) compared with that of polyaluminum chloride (PAC) for water treatment was stud ied by jar test. The experiment results showed that PASC was characterized by ha ving better coagulation efficiency compared with PAC. The PASC prepared by copol ymerization technique gave better coagulating effect than that prepared by compo site technique under the same molar ratio of Al/Si. For the PASC prepared by cop olymerization technique in the range of Al/Si = 5～15, the less Al/Si molar rat io was, the better the coagulation efficiency would be. For the PASC prepared by composite technique, however, the PASC could give good coagulation efficiency o nly at a proper molar ratio of Al/Si. Compared with PAC, temperature had less ef fect on PASC coagulation.?
　　Keywords: polyaluminum silicate chloride(PASC); coagulation; water treatment; coagulant

　　 聚硅氯化鋁(PASC)是聚合氯化鋁(PAC)和聚硅酸在一定條件下進行復合反應生成的鋁硅復合產物，它比PAC具有較大的分子量和稍低的正電荷，是一種新型陽離子無機高分子混凝劑。 在前文中^［１］，研究比較了PASC和PAC在水體中的殘留鋁含量，結果發現PASC較PAC具有較低的殘留鋁含量。本文比較研究了PASC和PAC處理不同地表水的混凝效果。?

1 試驗部分

1.1 試驗儀器
　　YZD—1A型液體濁度計，DC—506型六聯攪拌機，UV—754分光光度計。?
1.2 PASC的制備
　　 分別采用共聚和復合法制備。?
1.3 混凝試驗方法
　　于快速攪拌下(200 r/min)向500 mL水樣中加入一定量的混凝劑(以Al₂O₃計)，繼續快速攪拌2 min，然后慢速(40 r/min)攪拌15 min，靜置沉降10 min，取上清液測定有關水質指標 。?

2 結果與討論

2.1 處理臥虎山水庫水的效果
　　在黃河斷流的枯水季節，濟南市工業用水和居民生活用水的水源地主要是臥虎山水庫和錦秀川水庫。以臥虎山水庫水為代表，試驗了PASC處理水庫水的混凝效果。水樣水質情況如下： pH=8.24,SS=14.5 mg/L,濁度=24.0 NTU，色度=18.5 倍，總硬度(以CaCO₃計)=11.89 mg/L，高錳酸鉀指數2.91 mg/L，水溫為12.1 ℃。 PASC和PAC混凝處理臥虎山水庫水的除濁 和脫色效果見圖1、2。

?

　　結果表明：PASC較PAC具有更好的除濁和脫色效果；對PASC(共)而言，Al/Si摩爾比越小，其除濁和脫色效果就越好。但對PASC(復)而言，Al/Si=10的產品其除濁和脫色效果最好，Al/S i=15的產品次之，Al/Si=5.0的產品最差。這說明了在制備PASC(復)產品時，不要盲目地追求高的聚硅酸含量，否則制備出的產品既達不到良好的混凝效果，穩定性又差，還將增 加原料成本。

2.2 處理黃河水的效果
　　目前濟南市建有日處理能力為20×10^４t的黃河水廠。以濟南段黃河水為代表試驗了PA SC處理高濁度水的效果。黃河水水樣水質情況如下：pH=8.22,水溫=20 ℃，SS=5 846 m g/L，濁度=528 NTU，總硬度(以CaCO₃計)=247.10 mg/L，高錳酸鉀指數為3.21mg/L，泥 沙含量高，屬高濁度水。?
　　首先考察B=2.0的PASC與PAC的混凝效果，結果見圖3。

　　結果表明：除了Al/Si=5.0的PASC(復)外，所有PASC產品的凈水效果都優于PAC，并且Al/Si摩爾比越小，混凝效果就越好；PASC(共)與PASC(復)相比，在相同Al/Si摩爾比情況下，PASC(共)的混凝效果優于PASC(復)，但隨著Al/Si摩爾比增大，二者間的差別變小。這說明了含有適量聚硅酸的PASC是處理高濁度水的良好凈化劑。?
　　以B=2.0的PAC和B=2.0、Al/Si=10的PASC(共)為代表，進一步試驗了在藥劑投量為1.62mg/L條件下，溫度對混凝效果的影響情況，見圖4。?
　　結果表明：在試驗溫度范圍內(5～40℃)，PASC(共)較PAC具有更好的凈水效果，特別是在低溫下二者的差別更加明顯。這說明了PASC的凈水效果受溫度的影響較小，在低溫下仍能達到良好的混凝效果。

2.3 處理深圳水庫水的效果
　　所用藥劑為深圳清源凈水器材有限公司生產的液體PAC，和以此液體PAC、鹽酸、水玻璃為原料采用復合法制備的PASC(復)產品。液體PAC的有效濃度為10.1%(以Al₂O₃計)，B值為85.4%。制備出的PASC(復)Al/Si=10,Al₂O₃含量為8.4%，B值為84.5%。水樣為深圳水庫水，混凝條件為：取1000mL水樣，在攪拌下加入藥劑，然后于700r/min轉速下攪拌10s，200r/min轉速下攪拌3 min，80r/min轉速下攪拌5 min，40r/min轉速下攪拌10min，靜置沉降一定時間，取上清液測定水質。
　　首先研究了在不同投藥量情況下的凈水效果，結果見表1。?

表1 PASC（復）和PAC 投藥量對深圳水庫水混凝除濁效果的影響 藥劑名稱 投藥量（mg/L) 剩余濁度（NTU） 剩余濁度達1NTU時的等效投藥量（mg/L） PASC（復） 0.8
1.0
1.2
1.5 1.08
0.79
0.62
0.48 0.86 PAC 0.8
1.0
1.2
1.5 1.85
1.24
1.05
0.66 1.23 注 取樣時間為1997年11月14日，原水濁度為.85NTU，PH6.72，藻類總數為145萬個/L，水溫22℃，混凝處理后靜置15min。

　　 結果表明，對于原水濁度比較低的深圳水庫水，PASC(復)的混凝除濁效果明顯優于PAC，處理后水濁度達1NTU時，PASC(復)的等效投藥量遠低于PAC的等效投藥量。接著，又試驗了在相同投藥量(以Al計，對水樣1為1.0mg/L，對水樣2為1.5mg/L)情況下，凈化后水剩余濁度與沉降時間的關系，結果見表2。?

表2 在相同投藥情況下凈化水剩余濁度與沉降時間的關系 沉降時間（min） 水樣1的剩余濁度（NTU） 水樣2的剩余濁度（NTU） PASC（復） PAC PASC（復） PAC 0
1
2
4
10
30 4.82
3.05
0.92
0.75
0.56
0.38 5.33
3.68
2.42
1.26
0.98
0.67 5.22
4.18
3.05
1.68
1.32
0.94 6.35
5.84
3.75
2.65
1.98
1.48 注 水樣1的原水濁度為6.4NTU,pH6.70,水溫26℃，藻類總數為45萬個/L。

　　結果表明，無論原水藻類含量高低，在所試驗的沉降時間內(0～30 min)，PASC(復)較PAC具有更好的混凝除濁效果。
　　最后考察了混凝除藻效果。水樣濁度為6.6 NTU，pH 6.90，水溫24 ℃，藻類總數為225萬個/L。混凝處理后沉降時間為30 min，結果見表3。

表3 PASC（復）和PAC 混凝除藻效果比較 藥劑 投藥量（mg/L) 剩余藻類總數（萬個/L） 除藻率（%） PASC（復）PAC 1.0
1.0 26.5
38.4 88.2
82.9 PASC（復）PAC 1.5
1.5 12.5
26.4 94.4
88.3

　　結果表明，PASC(復)較PAC具有更好的混凝除藻效果，且隨著投藥量的增加，二者間除藻率的差別也增大。在投藥量為1.0 mg/L條件下，PASC(復)的除藻率較PAC提高了5.3個百分 點，而當投藥量增大到1.5 mg/L時，PASC(復)的除藻率則較PAC提高了6.1個百分點。
　　綜合以上除濁和除藻效果，表明了PASC在處理南方濁度低、藻類含量比較高的水源水方面，較目前廣泛使用的PAC具有更好的混凝效果。其主要原因是在PASC中復配了適量聚硅酸后，由于生成了分子量更大的聚合物，提高了產品的吸附架橋能力，使膠體物質更容易凝聚在一起，最終提高了混凝效果。?

3 結論

　　①由于PASC是由PAC與聚硅酸進行反應制備得到的鋁硅復合產物，具有較高的分子量和一定的電中和能力，因而對水體中帶負電荷的膠體顆粒具有較強的電中和能力和吸附架橋能力，表現為比PAC具有更好的除濁、除藻和脫色效果，且無論處理對象是低濁水、中濁水、還是高濁水，PASC的混凝效果都優于PAC。?
　　②制備工藝和Al/Si摩爾比影響PASC的混凝效果，在相同Al/Si摩爾比下，PASC(共)的混凝效果優于PASC(復)。對PASC(共)而言，在一定的Al/Si摩爾比范圍內，比值越小，其混凝效 果就越好。但對PASC(復)而言，只有具有合適Al/Si摩爾比的產品混凝效果最好，Al/Si摩爾比過高或過低，其混凝效果下降。?
　　③與PAC相比，溫度對PASC混凝效果的影響較小。

參考文獻：?
　　［1］高寶玉，岳欽艷，王占生等.聚硅氯化鋁的混凝效果及在處理水中的殘留 鋁研究［J］.中國給水排水，1999，15(7)：1-3.

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　　作者簡介：高寶玉(1961- )，男，山東鄄城人 ，山東大學，副教授，博士。?
　　電　話：(0531)8564513(O) 8566071(H)?
　　收稿日期：1999-04-09