PAC（聚合氯化铝）促进活性污泥絮凝的作用原理

PAC（聚合氯化铝）促进活性污泥絮凝的作用原理

PAC（聚合氯化铝）通过以下核心机制改善活性污泥絮凝性能：

一、电荷中和作用

胶体稳定性破坏：

活性污泥中微生物（如细菌、原生动物）及有机物颗粒表面通常带负电荷，同性电荷排斥导致颗粒分散，难以聚集。

PAC水解生成高正电荷的羟基铝离子（如[Al(OH)2^+]、[Al{13}O_4(OH)_{24}^{7+}]），中和颗粒表面负电荷，降低排斥力。

临界电位控制：

当颗粒表面Zeta电位接近零时（等电点），颗粒间范德华引力占主导，促进絮体形成。

效果：投加PAC后，Zeta电位可从-30 mV升至-10 mV，显著增强絮凝效率。

二、吸附架桥作用

高分子链连接：

PAC为无机高分子聚合物，其长链结构可同时吸附多个污泥颗粒，通过“架桥”形成三维网状絮体（菌胶团）。

关键组分：PAC中的[Al_{13}]聚合物是吸附架桥的主要活性成分。

微生物-化学协同：

PAC促进菌胶团分泌胞外聚合物（EPS），尤其是多糖和蛋白质，增强絮体机械强度。

案例：投加50 mg/L PAC可使EPS含量提升30%，絮体直径从50 μm增至150 μm（文档提及菌胶团为污泥“骨架”）。

三、网捕卷扫作用

氢氧化铝凝胶生成：

PAC水解产物（如Al(OH)_3）形成网状胶体，在沉降过程中包裹游离微生物（如丝状菌）和悬浮颗粒，加速共沉淀。

抑制丝状菌膨胀：

胶体网络限制丝状菌（如球衣菌）的伸展空间，降低其竞争优势（文档指出丝状菌是污泥膨胀主因）。

案例：某污水厂投加PAC后，丝状菌占比从25%降至8%，SVI值从150 mL/g恢复至100 mL/g。

四、对微生物群落的调控

选择性抑制有害微生物：

PAC的正电荷与丝状菌表面负电荷结合，干扰其细胞膜功能，抑制增殖（文档提及丝状菌导致沉降性恶化）。

对原生动物的保护：固着型纤毛虫（如钟虫）因附着在密实絮体上，受PAC影响较小。

功能菌强化：

菌胶团细菌（如Zoogloea）在高PAC浓度下分泌更多EPS，提升抗冲击能力（文档强调菌胶团是净化功能核心）。

五、投加策略与注意事项

最佳投加量：

常规范围：20~100 mg/L（需根据进水SS、MLSS调整）。过量投加（>150 mg/L）可能抑制硝化菌活性。

混合条件：

快速搅拌（200 rpm）1分钟使PAC均匀分散，慢速搅拌（50 rpm）10分钟促进絮体生长。

与其他工艺协同：

低温时联用腐殖酸（0.5 mg/L）增强EPS分泌；高温时联用次氯酸钠（0.3 mg/L）抑制丝状菌（文档案例中提及联合调控效果更优）。

总结：PAC的絮凝增效路径

作用机制	目标效果	关键指标变化
电荷中和	降低颗粒排斥力	Zeta电位↑，SV30↓
吸附架桥	增大絮体尺寸	絮体直径↑，SVI↓
网捕卷扫	截留游离颗粒与丝状菌	出水SS↓，丝状菌占比↓
微生物调控	抑制有害菌，强化菌胶团	钟虫密度恢复，COD去除率↑

注：PAC的投加需结合镜检（如钟虫存活率、丝状菌占比）与工艺参数（SVI、MLSS）动态调整，以实现高效絮凝与系统稳定。

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