聚合氯化铝（PAC），简称聚铝，是介于AlCl3和Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为[Al2(OH)nCl6-n]m，其中m代表聚合程度，n表示PAC产品的中性程度，n=1~5为具有Keggin结构的高电荷聚合环链体，对水中胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用，并可强力去除有毒物及重金属离子，性状稳定，常作为新兴净水材料、混凝剂，被广泛应用于饮用水、工业废水和城市污水的净化处理中。

1. 聚合氯化铝具有吸附、凝聚、沉淀等性能，其稳定性差，有腐蚀性，如不慎溅到皮肤上要立即用水冲洗干净。生产人员要穿工作服，戴口罩、手套，穿长筒胶靴。

2. 聚合氯化铝具有喷雾干燥稳定性好、适应水域宽、水解速度快、吸附能力强、形成矾花大、质密沉淀快、出水浊度低、脱水性能好等优点。用喷雾干燥产品可保证安全性，减少水事故，对居民饮用水非常安全可靠。因此，聚合氯化铝，又被简称为高效聚氯化铝、高效PAC或高效级喷雾干燥聚合氯化铝。聚合氯化铝适用于各种浊度的原水，pH适用范围广，但是和聚丙烯酰胺相比，其沉降效果远不如聚丙烯酰胺。

3. 外观及颜色：聚合氯化铝常见的固体为黄色、淡黄色或白色的粉末或颗粒，颜色的深浅主要与其原料和制备过程有关。其颜色的变化主要与其中的铁离子杂质有关，纯度较高时颜色较浅。白色聚合氯化铝因为被称为高纯无铁白色聚合氯化铝，或食品级白色聚合氯化铝，与其它聚氯化铝相比是品质最高的产品，主要的原材料是优质的氢氧化铝粉、盐酸，采用的生产工艺是国内最先进的技术喷雾干燥法。白色聚合氯化铝用于造纸施胶剂，制糖脱色澄清剂、鞣革、医药、化妆品和精密铸造及水处理等多个领域。黄色聚合氯化铝的原材料是铝酸钙粉、盐酸、铝矾土，主要用于污水处理和饮用水处理方面，用于饮用水处理的原材料是氢氧化铝粉、盐酸，还有少许的铝酸钙粉，采取的工艺是板框压滤工艺或喷雾干燥工艺。对于饮用水的处理，国家在重金属方面有严格的要求，所以不论是原材料还是生产工艺都比棕褐色聚合氯化铝要好。黄色聚合氯化铝一般采用滚筒干燥生产或喷雾塔干燥生产而成，有片状、粉状两种固态形式。棕褐色聚合氯化铝的原材料是铝酸钙粉、盐酸、铝矾土还有铁粉。生产工艺是采用滚筒干燥法，一般主要用于污水处理方面，因为里面添加了铁粉所以颜色呈棕褐色，铁粉添加的越多颜色越深，铁粉如果超过一定的量在某些时候也被称为聚合氯化铝铁，在污水处理方面具有卓越的效果。液体聚合氯化铝通常呈淡黄色至无色透明的液体，浓度一般为10%-20%，其颜色和浓度的不同是由氯化铝的聚合程度和酸度决定的。

1. 聚合氯化铝的盐基度是聚铝中相对重要的指标，特别是针对饮用水级别的聚铝产品。盐基度越低，其价格越高，各采购商可以根据厂家的实际情况来操作。另外不同原材料，不同工艺生产处理的聚合氯化铝产品的盐基度也是不同，这就需要厂家来进行调整。提高聚氯化铝产品的盐基度，可大幅提高生产和使用的经济效益。盐基度从65%提高到92%，生产原料成本可降低20%，使用成本可降低40%。

2. 聚合氯化铝溶胶中存在的聚合物形态主要有:单体Al3+，Al(OH)2+，Al(OH)2+，二聚体Al2(OH)24+，聚十三铝[AlO4Al12(OH)24·（H2O）127+(简称A113)及更高聚合度的聚合铝离子等，各形态在一定条件下可以相互转化，其化学通式为[Al2(OH)nCl6-n]m(n为1到5范围内的整数；m为聚合度,整数,m≤10)。其聚合度和分子量目前尚不能进行准确测定，通常以盐基度B(B为聚合铝中的羟基与3倍铝离子的摩尔比)作为衡量指标。

聚合氯化铝的合成方法有很多种，按照原材料的不同，可分为金属铝法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝法、氯化铝法、碱溶法等。

①金属铝法。采用金属铝法合成聚合氯化铝的原料主要为铝加工的下脚料，如铝屑、铝灰和铝渣等。由铝灰按一定配比在搅拌下缓慢加入盐酸进行反应，经熟化聚合、沉降制得液体聚合氯化铝，再经稀释过滤，浓缩，干燥制得。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。酸法主要是用HCl，产品质量不易控制；碱法生产工艺难度较高，设备投资较大且用碱量大，pH值控制费原料，成本较高；用的最多的是中和法，只要控制好配比，一般都能达到国家标准。

②氢氧化铝法。氢氧化铝粉纯度比较高，合成的聚合氯化铝重金属等有毒物质含量低，一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺比较简单，但生产的聚合氯化铝的盐基度较低，因此一般采用氢氧化铝加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序。

③三氧化铝法。含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产工艺可分为两步：第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中和法得到聚合氯化铝。

④氯化铝法。采用氯化铝粉为原料，加工聚合氯化铝。这种方法应用最为普遍。可用结晶氯化铝于170℃进行沸腾热解，加水熟化聚合，再经固化、干燥制得。

⑤碱溶法。先将铝灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液，再用盐酸调pH值，制得聚合氯化铝溶液。这种方法制得的产品颜色外观较好，不溶物较少，但氯化钠含量高，原材料消耗高，溶液氧化铝含量低，工业化生产成本较大。

1.水处理领域

聚合氯化铝最广泛的应用领域是水处理，特别是饮用水、污水以及工业废水的净化。由于其优异的絮凝性能和较低的使用成本，聚合氯化铝在城市供水、工业废水、生活污水、河道水等水质处理中的应用十分广泛。

应用方式：

饮用水处理：PAC作为絮凝剂，可以有效去除水中的悬浮物、胶体颗粒、重金属离子以及其他有害物质。其优点是絮凝效果显著，能够在低剂量下达到较好的处理效果。

污水处理：PAC用于去除工业废水和生活污水中的有害物质，如油污、染料、石油类物质以及其他有机污染物。由于其高效的去除能力，PAC常常作为絮凝剂与其他水处理药剂（如助凝剂、絮凝辅助剂）共同使用。

河道水处理：在水体富营养化及水质恶化的情况下，PAC可以用来处理河道水中的水华和有害物质，改善水体的水质。

2.工业废水处理

在许多工业生产过程中，废水中往往含有大量的悬浮物、油污、重金属离子等污染物，传统的化学处理方法常常难以满足环境保护要求。聚合氯化铝作为一种强效絮凝剂，广泛应用于工业废水的处理。

应用方式：

纸浆和造纸行业：在造纸废水处理中，PAC能够有效去除水中的悬浮物、纸浆纤维以及表面活性剂等污染物，降低COD（化学需氧量）和BOD（生物需氧量）。

化学工业：在化工生产过程中，废水中往往含有酸、碱、盐和金属离子等污染物，PAC能够有效地将这些污染物通过絮凝作用去除，减少水体的污染。

食品工业：如糖厂和酒厂等食品加工行业的废水处理中，PAC能够去除悬浮物、色度以及油脂等。

3. 纸张生产

在纸张生产过程中，聚合氯化铝不仅可以作为絮凝剂用于废水处理，还可以用于生产过程中纸浆的净化和废水的回收利用。

4. 食品和饮料行业

聚合氯化铝在食品和饮料行业的应用主要体现在清澈化和去除不溶性物质，尤其是在果汁、饮料以及其他液体食品的生产过程中。

应用方式：

果汁澄清：在果汁的生产过程中，PAC可用于去除果汁中的悬浮颗粒、浑浊物和部分溶解性物质，使果汁更加透明。

饮料净化：PAC用于饮料的澄清处理，去除其中的杂质和色素，改善饮料的外观和口感。

5. 农业领域

聚合氯化铝在农业中的应用主要体现在土壤改良和灌溉水的净化方面。

应用方式：

土壤改良：PAC可用于农业中土壤的酸化调节。通过调节土壤的酸碱度，改善作物生长环境，提高农作物的产量。

灌溉水净化：在灌溉水处理中，PAC能够有效去除水中的悬浮物、细菌等，保证灌溉水的清洁度。

6. 石油化工领域

在石油化工领域，聚合氯化铝被广泛应用于石油提炼过程中，用于去除油品中的杂质和水分，提高石油的品质。

应用方式：

石油脱水：PAC可用于石油产品的脱水，去除油品中的水分，提高产品的质量。

①急 救：

吸 入: 如果吸入，请将患者移到新鲜空气处。

皮肤接触: 脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。如有不适感，就医。

眼睛接触: 分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。立即就医。

食 入: 漱口，禁止催吐。立即就医。

②聚合氯化铝须保存在干燥、防潮、避热的地方（<80℃切勿损坏包装，产品可长期储存）。

③聚合氯化铝产品必须溶解才能使用，溶解设备和加药设施应采用耐腐蚀材料。

④聚合氯化铝的液体产品有效储存期为半年，固体产品有效储存期为两年，固体产品受潮后仍然可使用。

包装

聚合氯化铝的包装以及注意事项

⒈外用塑料编织袋，内有塑料薄膜套装，每袋净重25kg，还可根据用户要求改装，另有液体聚合氯化铝销售。

⒉该品禁止与有毒物品混装、运输及储存，产品应存放在室内干燥、通风、阴凉处，且勿受潮。

⒊装卸时要小心轻放，固体产品贮存期一年。

储存

1.储存于阴凉、通风的库房。

2.库温不宜超过37°C。

3.应与氧化剂、食用化学品分开存放，切忌混储（禁配物参见第10部分）。

4.保持容器密封。

5.远离火种、热源。

6.库房必须安装避雷设备。

7.排风系统应设有导除静电的接地装置。

8.采用防爆型照明、通风设置。

9.禁止使用易产生火花的设备和工具。

10.储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

运输

1.液体聚合氯化铝是未干燥的形态，有不用稀释，装卸使用方便，价格相对便宜的优点，缺点是运输需要罐车，单位运输成本增加（每吨固体相当于2-3吨液体），比较适合于100公里内的用户。

2.固体聚合氯化铝是液体聚合氯化铝干燥后的形态，有运输方便的优点，不需要罐车，缺点是使用时还需要稀释，增加工作强度。

压缩双电层

胶团双电层的构造决定了在胶粒表面处反离子的浓度最大，随着胶粒表面向外的距离越大则反离子浓度越低，最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度减小。

当两个胶粒互相接近时，由于扩散层厚度减小，ξ电位降低，因此它们互相排斥的力就减小了，也就是溶液中离子浓度高的胶间斥力比离子浓度低的要小。胶粒间的吸力不受水相组成的影响，但由于扩散减薄，它们相撞时的距离就减小了，这样相互间的吸力就大了。可见其排斥与吸引的合力由斥力为主变成以吸力为主（排斥势能消失了），胶粒得以迅速凝聚。这个机理能较好地解释港湾处的沉积现象，因淡水进入海水时，盐类增加，离子浓度增高，淡水挟带胶粒的稳定性降低，所以在港湾处粘土和其它胶体颗粒易沉积。

根据这个机理，当溶液中外加电解质超过发生凝聚的临界凝聚浓度很多时，也不会有更多超额的反离子进入扩散层，不可能出现胶粒改变符号而使胶粒重新稳定的情况。这样的机理是藉单纯静电现象来说明电解质对胶粒脱稳的作用，但它没有考虑脱稳过程中其它性质的作用(如吸附)，因此不能解释复杂的其它一些脱稳现象，例如三价铝盐与铁盐作混凝剂投量过多，凝聚效果反而下降，甚至重新稳定；又如与胶粒带同电号的聚合物或高分子有机物可能有好的凝聚效果：等电状态应有最好的凝聚效果，但往往在生产实践中ξ电位大于零时混凝效果却最少等。

实际上在水溶液中投加混凝剂使胶粒脱稳现象涉及到胶粒与混凝剂，胶粒与水溶液，混凝剂与水溶液三个方面的相互作用，是一个综合的现象。

吸附电中和

吸附电中和作用指粒表面对异号离子，异号胶粒或链状离分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了它的部分电荷，减少了静电斥力，因而容易与其它颗粒接近而互相吸附。此时静电引力常是这些作用的主要方面，但在不少的情况下，其它的作用了超过静电引力。

举例来说，用Na与十二烷基铵离子（C12H25NH）去除带负电荷的碘化银溶液造成的浊度，发现同是一价的有机胺离子脱稳的能力比Na大得多，Na过量投加不会造成胶粒再稳，而有机胺离子则不然，超过一定投置时能使胶粒发生再稳现象，说明胶粒吸附了过多的反离子，使原来带的负电荷转变成带正电荷。铝盐、铁盐投加量高时也发生再稳现象以及带来电荷变号。上面的现象用吸附电中和的机理解释是很合适的。

吸附架桥作用

吸附架桥作用机理主要是指高分子物质与胶粒的吸附与桥连。还可以理解成两个大的同号胶粒中间由于有一个异号胶粒而连接在一起。高分子絮凝剂具有线性结构，它们具有能与胶粒表面某些部位起作用的化学基团，当高聚合物与胶粒接触时，基团能与胶粒表面产生特殊的反应而相互吸附，而高聚物分子的其余部分则伸展在溶液中，可以与另一个表面有空位的胶粒吸附，这样聚合物就起了架桥连接的作用。假如胶粒少，上述聚合物伸展部分粘连不着第二个胶粒，则这个伸展部分迟早还会被原先的胶粒吸附在其他部位上，这个聚合物就不能起架桥作用了，而胶粒又处于稳定状态。高分子絮凝剂投加量过大时，会使胶粒表面饱和产生再稳现象。已经架桥絮凝的胶粒，如受到剧烈的长时间的搅拌，架桥聚合物可能从另一胶粒表面脱开，重又卷回原所在胶粒表面，造成再稳定状态。

聚合物在胶粒表面的吸附来源于各种物理化学作用，如范德华引力、静电引力、氢键、配位键等，取决于聚合物同胶粒表面二者化学结构的特点。这个机理可解释非离子型或带同电号的离子型高分子絮凝剂能得到好的絮凝效果的现象。

网捕机理

当金属盐（如硫酸铝或氯化铁）或金属氧化物和氢氧化物（如石灰）作凝聚剂时，当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物［如Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2］或金属碳酸盐（如CaCO3）时，水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时所网捕。当沉淀物是带正电荷（Al(OH)3及Fe(OH)3在中性和酸性pH范围内）时，沉淀速度可因溶液中存在阴离子而加快，例如硫酸根离子。此外水中胶粒本身可作为这些金属氧氧化物沉淀物形成的核心，所以凝聚剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比，即胶粒越多，金属凝聚剂投加量越少。

a、净化后的水质优于硫酸铝絮凝剂，净水成本与之相比低15－30%。

b、絮凝体形成快、沉降速度快，比硫酸铝等传统产品处理能力大。

c、消耗水中碱度低于各种无机絮凝剂，因而可不投或少投碱剂。

d、适应的源水pH5.0-9.0范围均可凝聚。

e、腐蚀性小，操作条件好。

f、溶解性优于硫酸铝。

g、处理水中盐分增加少，有利于离子交换处理和高纯制水。

h、对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机絮凝剂。

将固体产品按1：3加水溶解为液体后，再加10-30倍清水稀释成所需浓度后使用。投加的最佳pH值为3.5-5.0，选择最佳pH值投加，可以发挥混凝的最大效益。用量可根据原水的不同浑浊度，测定最佳投药量，一般原水浊度在100-500mg/L时，每千吨投加量为10-20kg。原水浊度高时，投药量适当增加，浊度低时，投药量可以适当减少。

农村使用，可将药剂投入水缸内，搅拌均匀，静置，上清液即可使用，每50公斤加入本药剂l克左右。如将本药剂和该公司生产的高分子絮凝剂结合使用，则效果更佳。投药可将该公司生产阴离子聚丙烯酰胺或阳离子聚丙烯酰胺同PAC一起溶解成复合絮凝剂后使用或者先将PAC加入被处理水体形成凝聚体，后加入该公司生产的阴离子聚丙烯酰胺吸附架桥成大的絮凝体。

聚合氯化铝在不同水质中的投加量：

一、在低浊度水中，将固体的聚合氯化铝产品按照1：3比例（重量比）加自来水稀释，并且搅拌至完全溶解。

二、在生活、生产用污水中，参照每吨污水先投加30g左右的聚合氯化铝产品。然后投加稀释之后的聚丙烯酰胺产品。(如果效果不明显，请酌情减少或增加产品投加量。)

三、在造纸厂污水处理中，采用低浊度水的投放比例配置，如效果不明显可在酌量添加。

四、原水浊度在100-500mg/L时，投加量为5-10mg即每千吨水投量为5-10kg，用前最好根据水质特性进行小试，选出最佳值，然后投用。

⒈凝聚阶段：是药液注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程，此时水体变得更加浑浊，它要求水流能产生激烈的湍流。烧杯实验中宜快速（250-300转/分）搅拌10-30S，一般不超过2min。

⒉絮凝阶段：是矾花成长变粗的过程，要求适当的湍流程度和足够的停留时间（10-15min），至后期可观察到大量矾花聚集缓缓下沉，形成表面清晰层。烧杯实验先以150转/分搅拌约6分钟，再以60转/分搅拌约4分钟至呈悬浮态。

⒊沉降阶段：它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程，要求水流缓慢，为提高效率一般采用斜管（板式）沉降池（最好采用气浮法分离絮凝物），大量的粗大矾花被斜管（板）壁阻挡而沉积于池底，上层水为澄清水，剩下的粒径小、密度小的矾花一边缓缓下降，一边继续相互碰撞结大，至后期余浊基本不变。烧杯实验宜以20-30转/分慢搅5分钟，再静沉10分钟，测余浊。

⒋强化过滤，主要是合理选用滤层结构和助滤剂，以提高滤池的去除率，它是提高水质的重要措施。

⒌应用于环保、工业废水的处理，使用方法与制水厂大体相同，对高色度、高COD、BOD的原水处理，辅以助剂作用效果甚佳。

⒍采用化学混凝法的企业，原用的设备无需作大的改造，只需增设溶矾池即可使用该产品。

⒎本产品须保存在干燥、防潮、避热的地方。

⒏本产品必须溶解才能使用，溶解设备和加药设施应采用耐腐蚀材料。