關鍵詞：聚氯化鋁；造紙工業廢水；絮凝劑；混凝沉淀；廢水處理

1. 引言

造紙工業是國民經濟的重要支柱產業，但其生產過程中產生的廢水具有水量大、污染物濃度高、成分復雜等特點。造紙廢水主要來源于制漿、漂白、抄紙等工序，含有大量木質素、纖維素、半纖維素、樹脂酸、染料及氯化物等污染物，其COD（化學需氧量）、BOD（生化需氧量）、SS（懸浮物）和色度均較高，若未經有效處理直接排放，將對水環境造成嚴重破壞。

目前，造紙廢水處理的主要技術包括物理法（沉淀、氣浮）、化學法（混凝、氧化）和生物法（活性污泥、厭氧處理）。其中，化學混凝法因其操作簡便、成本低、效率高而被廣泛應用。聚氯化鋁（聚氯化鋁）作為一種高效的無機高分子絮凝劑，因其優異的混凝性能、較寬的pH適應范圍以及較低的殘渣量，在造紙廢水處理中展現出顯著優勢。

2. 聚氯化鋁（聚氯化鋁）的特性及作用機理

2.1 聚氯化鋁的化學組成與結構

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

2.2 聚氯化鋁的混凝機理

聚氯化鋁在造紙廢水處理中的作用機理主要包括以下幾個方面：

1. 電中和作用：聚氯化鋁水解后產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（如木質素、纖維素）表面的負電荷，降低其Zeta電位，使膠體脫穩并聚集。

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

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

3. 聚氯化鋁在造紙廢水處理中的應用

3.1 去除懸浮物（SS）和膠體物質

造紙廢水中含有大量纖維、填料（如CaCO?、高嶺土）和膠體物質，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，聚氯化鋁投加量為50~150 mg/L時，SS去除率可達90%以上。

3.2 降低COD和BOD

造紙廢水的COD主要來源于木質素、半纖維素和有機添加劑，聚氯化鋁可通過混凝作用去除部分溶解性有機物。實驗表明，聚氯化鋁與PAM（聚丙烯酰胺）聯用時，COD去除率可提高至70%~85%，BOD去除率可達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，主要來自木質素衍生物和染料。聚氯化鋁可通過破壞發色基團和吸附作用降低色度。研究顯示，在pH=7.0左右，聚氯化鋁對色度的去除率可達80%~90%。

3.4 去除毒性物質（如AOX）

漂白廢水中的可吸附有機鹵化物（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，再結合高級氧化技術（如臭氧氧化）可進一步提高處理效果。

4. 聚氯化鋁的應用優化

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，過量投加可能導致膠體再穩或污泥量增加。通常通過燒杯試驗確定較佳投加量，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調控

聚氯化鋁在pH=6.0~8.0時效果較佳，酸性或強堿性環境均會影響其混凝性能。可通過投加NaOH或H?SO?調節pH。

4.3 與其他藥劑聯用

• 聚氯化鋁+PAM：PAM作為助凝劑，可增強絮體強度，提高沉降速度。

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

5. 實際應用案例

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. 預處理：篩網過濾+調節池（均質均量）

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：活性污泥法進一步降解有機物

處理效果：

6. 結論與展望

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

1. 改性聚氯化鋁的開發（如復合絮凝劑、納米聚氯化鋁）以提高去除效率；

2. 與膜技術聯用，以實現深度處理和水回用；

3. 污泥減量化與資源化，降低處理成本。

隨著環保法規的日益嚴格和可持續發展要求的提高，聚氯化鋁在造紙工業廢水處理中的應用前景將更加廣闊。