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：電荷中和形成微絮體
1. 鹽基度調控與優勢形態
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逐時絡合比色法分析，PAS中Alᵇ形態占比達30%-40%，為混凝優勢形態。Alᵇ通過羥基橋聯作用，形成長鏈高分子結構，有效中和膠體顆粒表面負電荷，使微絮體脫穩聚集。
2. 低溫適應性實驗
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據顯示，PAS投加量15kg/千噸時，出水濁度穩定在0.5NTU以下，遠優于傳統硫酸鋁。
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：羥基離子與磷發生配位體交換，形成單層吸附。
·
慢速擴散：磷向顆粒內部遷移，通過范德華力與Al-O鍵結合，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，優于PAC（0.652cm/s）。在20℃、pH7.5條件下，PAS經濟投加量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。某市政水廠應用PAS后，出水總磷濃度穩定在0.2mg/L以下，符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）A標準。
四、PAS與PAC對比：選型關鍵參數
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指標 |
聚合硫酸鋁（PAS） |
聚氯化鋁（PAC） |
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適用pH范圍 |
4-11 |
5-9 |
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殘留鋁含量 |
<0.1mg/L |
0.2-0.5mg/L |
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低溫性能 |
5℃仍，沉降速度穩定 |
溫度<10℃時需增加投加量 |
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成本 |
3000元/噸，綜合成本低10%-20% |
5000元/噸，高濁度水優勢明顯 |
五、應用案例與數據支撐
1. 市政水處理
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案例：東北某水廠冬季使用PAS，出水濁度穩定在0.5NTU以下，鋁殘留量0.08mg/L，年節約藥劑成本48萬元。
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數據：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. 工業廢水處理
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印染廢水：PAS與PAM復配，色度去除率>95%，成本降低30%。
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含氟廢水：PAC投加量250mg/L時，氟化物濃度降至10mg/L以下，符合《工業廢水排放標準》。
六、總結：PAS三步凈水法的核心優勢
1.
脫穩：Alᵇ形態快速中和電荷，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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