聚合硫酸鋁（PAS）凈水原理大揭秘：如何3步除濁除磷？

一、混凝脫穩(wěn)：電荷中和形成微絮體

1. 鹽基度調(diào)控與優(yōu)勢形態(tài)

聚合硫酸鋁（PAS）的鹽基度（如53.8%）直接影響其混凝性能。通過Ferron逐時絡(luò)合比色法分析，PAS中Alᵇ形態(tài)占比達30%-40%，為混凝優(yōu)勢形態(tài)。Alᵇ通過羥基橋聯(lián)作用，形成長鏈高分子結(jié)構(gòu)，有效中和膠體顆粒表面負電荷，使微絮體脫穩(wěn)聚集。

2. 低溫適應(yīng)性實驗

在5℃低溫條件下，PAS仍能快速形成絮體，沉降速度達0.655cm/s，透光率74.4%。某市水廠冬季實測數(shù)據(jù)顯示，PAS投加量15kg/千噸時，出水濁度穩(wěn)定在0.5NTU以下，遠優(yōu)于傳統(tǒng)硫酸鋁。

二、吸附架橋：高分子鏈吸附與架橋作用

1. Langmuir吸附模型

PAS對磷的吸附符合Langmuir等溫方程，吸附量達8-12mg/g。吸附過程分兩階段：
· 快速吸附：羥基離子與磷發(fā)生配位體交換，形成單層吸附。
· 慢速擴散：磷向顆粒內(nèi)部遷移，通過范德華力與Al-O鍵結(jié)合，形成多層吸附。

2. 復合吸附案例

某電子廠廢水處理中，PAS與陰離子聚丙烯酰胺（PAM）復配使用，投加量分別為55ml和5.5ml時，磷濃度從8mg/L降至0.8mg/L，去除率達90%。絮體沉降速度提升至0.774cm/s，透光率85.2%。

三、沉淀分離：絮體快速沉降與磷共沉淀

1. 絮體沉降性能

PAS絮體沉降速度實測值為0.655cm/s，優(yōu)于PAC（0.652cm/s）。在20℃、pH7.5條件下，PAS經(jīng)濟投加量20mg/L，剩余濁度控制在3NTU以下。某造紙廢水處理項目顯示，PAS處理后上清液透光率達90%，絮體沉降時間縮短至10分鐘。

2. 磷的共沉淀機制

PAS中的Al³⁺與磷酸根離子形成難溶的AlPO₄沉淀，同時通過吸附架橋作用將懸浮物包裹其中。某市政水廠應(yīng)用PAS后，出水總磷濃度穩(wěn)定在0.2mg/L以下，符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）A標準。

四、PAS與PAC對比：選型關(guān)鍵參數(shù)

指標	聚合硫酸鋁（PAS）	聚氯化鋁（PAC）
適用pH范圍	4-11	5-9
殘留鋁含量	<0.1mg/L	0.2-0.5mg/L
低溫性能	5℃仍，沉降速度穩(wěn)定	溫度<10℃時需增加投加量
成本	3000元/噸，綜合成本低10%-20%	5000元/噸，高濁度水優(yōu)勢明顯

五、應(yīng)用案例與數(shù)據(jù)支撐

1. 市政水處理

· 案例：東北某水廠冬季使用PAS，出水濁度穩(wěn)定在0.5NTU以下，鋁殘留量0.08mg/L，年節(jié)約藥劑成本48萬元。
· 數(shù)據(jù)：PAS投加量15kg/千噸時，氟化物濃度從8mg/L降至0.8mg/L，去除率達90%。

2. 工業(yè)廢水處理

· 印染廢水：PAS與PAM復配，色度去除率>95%，成本降低30%。
· 含氟廢水：PAC投加量250mg/L時，氟化物濃度降至10mg/L以下，符合《工業(yè)廢水排放標準》。

六、總結(jié)：PAS三步凈水法的核心優(yōu)勢

1. 脫穩(wěn)：Alᵇ形態(tài)快速中和電荷，形成微絮體。
2. 強吸附力：Langmuir模型描述磷吸附，去除率達90%。
3. 快速沉降：絮體沉降速度≥5m/h，磷隨絮體共沉淀。
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