關(guān)鍵詞：聚氯化鋁；造紙工業(yè)廢水；絮凝劑；混凝沉淀；廢水處理

1. 引言

造紙工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，但其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水具有水量大、污染物濃度高、成分復(fù)雜等特點(diǎn)。造紙廢水主要來源于制漿、漂白、抄紙等工序，含有大量木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、樹脂酸、染料及氯化物等污染物，其COD（化學(xué)需氧量）、BOD（生化需氧量）、SS（懸浮物）和色度均較高，若未經(jīng)有效處理直接排放，將對(duì)水環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。

目前，造紙廢水處理的主要技術(shù)包括物理法（沉淀、氣?。⒒瘜W(xué)法（混凝、氧化）和生物法（活性污泥、厭氧處理）。其中，化學(xué)混凝法因其操作簡(jiǎn)便、成本低、效率高而被廣泛應(yīng)用。聚氯化鋁（聚氯化鋁）作為一種高效的無機(jī)高分子絮凝劑，因其優(yōu)異的混凝性能、較寬的pH適應(yīng)范圍以及較低的殘?jiān)?，在造紙廢水處理中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。

2. 聚氯化鋁（聚氯化鋁）的特性及作用機(jī)理

2.1 聚氯化鋁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)

聚氯化鋁（Polyaluminum Chloride,）是一種無機(jī)高分子絮凝劑，其化學(xué)通式為$A{l}_2(OH{)}_{n}C{l}_{6-n}$?，其中n=1~5，m≤10。與傳統(tǒng)鋁鹽（如硫酸鋁、氯化鋁）相比，聚氯化鋁具有更高的聚合度和更穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其水解產(chǎn)物以中等聚合度鋁（Alb）和高聚合度鋁（Alc）為主，能夠提供更強(qiáng)的電中和能力和吸附架橋作用。

2.2 聚氯化鋁的混凝機(jī)理

聚氯化鋁在造紙廢水處理中的作用機(jī)理主要包括以下幾個(gè)方面：

1. 電中和作用：聚氯化鋁水解后產(chǎn)生帶正電荷的聚合鋁離子（如$A{l}_{13}{O}_4(OH{)}_{24}(H_{2}O{)}_{12}$??），能夠中和廢水中膠體顆粒（如木質(zhì)素、纖維素）表面的負(fù)電荷，降低其Zeta電位，使膠體脫穩(wěn)并聚集。

2. 吸附架橋作用：聚氯化鋁的高分子鏈能夠吸附多個(gè)膠體顆粒，形成較大的絮體，加速沉降。

3. 網(wǎng)捕卷掃作用：聚氯化鋁形成的氫氧化鋁凝膠在沉降過程中可網(wǎng)捕細(xì)小懸浮物，提高去除率。

3. 聚氯化鋁在造紙廢水處理中的應(yīng)用

3.1 去除懸浮物（SS）和膠體物質(zhì)

造紙廢水中含有大量纖維、填料（如CaCO?、高嶺土）和膠體物質(zhì)，聚氯化鋁通過電中和及吸附架橋作用，可有效去除SS，使廢水濁度顯著降低。研究表明，在pH=6.0~8.0范圍內(nèi)，聚氯化鋁投加量為50~150 mg/L時(shí)，SS去除率可達(dá)90%以上。

3.2 降低COD和BOD

造紙廢水的COD主要來源于木質(zhì)素、半纖維素和有機(jī)添加劑，聚氯化鋁可通過混凝作用去除部分溶解性有機(jī)物。實(shí)驗(yàn)表明，聚氯化鋁與PAM（聚丙烯酰胺）聯(lián)用時(shí)，COD去除率可提高至70%~85%，BOD去除率可達(dá)60%~75%。

3.3 脫色作用

造紙廢水（尤其是制漿和漂白廢水）通常具有較深的色度，主要來自木質(zhì)素衍生物和染料。聚氯化鋁可通過破壞發(fā)色基團(tuán)和吸附作用降低色度。研究顯示，在pH=7.0左右，聚氯化鋁對(duì)色度的去除率可達(dá)80%~90%。

3.4 去除毒性物質(zhì)（如AOX）

漂白廢水中的可吸附有機(jī)鹵化物（AOX）具有高毒性和難降解性，聚氯化鋁可通過混凝沉淀部分去除AOX，再結(jié)合高級(jí)氧化技術(shù)（如臭氧氧化）可進(jìn)一步提高處理效果。

4. 聚氯化鋁的應(yīng)用優(yōu)化

4.1 較佳投加量的確定

聚氯化鋁的投加量直接影響處理效果，過量投加可能導(dǎo)致膠體再穩(wěn)或污泥量增加。通常通過燒杯試驗(yàn)確定較佳投加量，造紙廢水處理中聚氯化鋁的適宜投加范圍為50~200 mg/L。

4.2 pH調(diào)控

聚氯化鋁在pH=6.0~8.0時(shí)效果較佳，酸性或強(qiáng)堿性環(huán)境均會(huì)影響其混凝性能。可通過投加NaOH或H?SO?調(diào)節(jié)pH。

4.3 與其他藥劑聯(lián)用

• 聚氯化鋁+PAM：PAM作為助凝劑，可增強(qiáng)絮體強(qiáng)度，提高沉降速度。

• 聚氯化鋁+氧化劑（如H?O?、O?）：適用于高濃度有機(jī)廢水，可提高COD和AOX去除率。

5. 實(shí)際應(yīng)用案例

某造紙廠采用“聚氯化鋁混凝+氣浮+生化處理”工藝處理廢水，具體流程如下：

1. 預(yù)處理：篩網(wǎng)過濾+調(diào)節(jié)池（均質(zhì)均量）

2. 混凝氣浮：聚氯化鋁投加量100 mg/L，PAM 0.5 mg/L，pH=7.0

3. 生化處理：活性污泥法進(jìn)一步降解有機(jī)物

處理效果：

6. 結(jié)論與展望

聚氯化鋁（聚氯化鋁）在造紙廢水處理中表現(xiàn)出優(yōu)異的混凝性能，能有效去除SS、COD、色度及AOX，且成本較低、操作簡(jiǎn)便。未來研究可聚焦于：

1. 改性聚氯化鋁的開發(fā)（如復(fù)合絮凝劑、納米聚氯化鋁）以提高去除效率；

2. 與膜技術(shù)聯(lián)用，以實(shí)現(xiàn)深度處理和水回用；

3. 污泥減量化與資源化，降低處理成本。

隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格和可持續(xù)發(fā)展要求的提高，聚氯化鋁在造紙工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用前景將更加廣闊。