聚合氯化铝的电荷中和作用

聚合氯化铝作为水处理中为关键的净水药剂，在处理水污染的时候全部都是中和污水之后的所得到的效果，那么电荷的中和作用是指胶体颗粒的Z电位降低到足以克服能量障碍而产生絮凝沉淀的过程。胶体颗粒表面的电荷被中和时,胶体颗粒间的距离缩小,在范德华引力作用下,胶体颗粒间的相互作用能处于一小能量值,结果形成稳定的絮凝体(在DLVO理论一节中已经叙述过)。

电荷的中和作用与双电层的压缩是不同的,电荷的中和作用是一小能量的吸引力作用的结果,这个吸引力是很强的;而双电层的压缩是二小能量的作用力的结果。这个作用力是比较弱的。这两个作用力的强弱不同,所产生的絮凝体的性质也不同。强作用力下所产生的絮凝体坚实,体积小,不能再变为胶体;弱作用力所产生的絮凝体其体积庞大、疏松,能够再变成胶体而消失。

电荷中和作用的机理是,加入的化学药品(聚合氯化铝)被吸附在胶体颗粒上,而使胶体颗粒表面电荷中和。胶体颗粒表面电荷不但可以被降低到零,而且还可以带上相反的电荷。由于电荷的中和作用是吸附作用引起的,因此,它导致胶体颗粒与水之间界面的改变,从而使物理化学性质改变。而电荷的中和作用导致胶体颗粒的脱稳而絮凝的机理。电荷的中和作用能够使水中的胶体和悬浮物颗粒被分离除去的效果佳，它适合于气浮分离、过滤分离以及澄清沉淀分离等。

用不同类型的不同分子量的有机高分子聚合氯化铝,处理胶体和悬浮物颗粒,测定其Z电位时,会出现以下几种情况:

(a) 带大量电荷的阳离子表面活性剂很容易使悬浮物颗粒表面改变电荷符号。然而看不见有悬浮物的絮凝现象。也不容易看到有Z电位由负值变为正值的过程。

(b) 分子量很低的阳离子有机高分子聚合氯化铝的作用与表面活性剂相类似。

(c) 如果仔细观察,可以观察到分子量为50000-200000的有机高分子聚合氯化铝电荷中和的结果。在炼油厂废水中脱稳的絮凝体是很小的,但是,如果仔细地观察样品,还是能看出细小的絮凝体。也能看出清的水和过滤后的水并不相同。如果加入0.1mg/1含有少量阴离子官能团的阴离子有机高分子聚合氯化铝,便能改变细小絮凝体的状态。使细小的絮凝体变成为粗大的絮凝体，并且沉降下来，留下一层清澈的上清液。

(d) 分子量高达20000的阳离子有机高分子聚合氯化铝,电荷中和时,形成的絮凝体很容易被发现。因为很快形成粗大的絮凝体溶液也迅速变成清澈,固-液两相分的很明显。

因此,使用过量的表面活性剂和低分子量的有机高分子聚合氯化铝,可以很快地使电荷中和作用消失。使用分子量为50000-200000的有机高分子聚合氯化铝可产生细小疏松的絮凝体;而使用分子量为2000000的阳离子有机高分子聚合氯化铝时,情况就不同了,不但絮凝作用完全,并且形成粗大的絮凝体。