Polyalumin clorua (PAC) là gì? Công dụng, Liều lượng, An toàn

Polyalumin clorua là gì và tại sao nó khác với phèn

Polyalumin clorua là một họ của muối nhôm polyme được sản xuất bằng cách trung hòa một phần nhôm clorua. Không giống như phèn (nhôm sunfat), PAC đã được thủy phân một phần, có nghĩa là nó chứa sự phân bố của các loại nhôm (bao gồm cả dạng polyme hóa) có hiệu quả hơn trong việc hình thành các khối keo tụ mạnh trên phạm vi hoạt động rộng hơn.

Ý nghĩa thực tiễn quan trọng

Bởi vì PAC được thủy phân trước nên nó thường tiêu thụ ít kiềm hơn hơn phèn cho cùng một mức độ đông tụ. Ở nhiều nhà máy, điều này dẫn đến việc kiểm soát độ pH ổn định hơn và giảm nhu cầu bổ sung độ kiềm khi độ kiềm của nước thô thấp.

• Phèn chua: hóa học đơn giản hơn nhưng thường thu hẹp phạm vi pH tối ưu và nhu cầu độ kiềm cao hơn.
• PAC: trung hòa điện tích mạnh hơn và hình thành bông cặn ở liều lượng thấp hơn ở nhiều vùng nước, đặc biệt là điều kiện lạnh hoặc độ đục thấp.

PAC hoạt động như thế nào trong xử lý nước

PAC loại bỏ độ đục và màu sắc bằng cách làm mất ổn định các chất keo tích điện âm và các chất hữu cơ hòa tan, cho phép chúng kết tụ thành các khối có thể tách rời. Trong hoạt động thực tế, hiệu suất PAC thường được giải thích thông qua ba cơ chế chồng chéo.

Các cơ chế quan trọng trong hoạt động

• Trung hòa điện tích: các loại nhôm trung hòa điện tích bề mặt của hạt, giảm lực đẩy để các hạt có thể va chạm và dính vào nhau.
• Hấp phụ và bắc cầu: các loại polyme hấp thụ vào các hạt và kết nối chúng thành các tập hợp lớn hơn.
• Quét floc (ở liều lượng cao hơn): kết tủa nhôm hydroxit có thể hòa trộn các chất rắn mịn và một số chất hữu cơ.

Lợi ích vận hành phổ biến là cường độ kết bông được cải thiện: trong các điều kiện pha trộn và thủy lực tương đương, các kết bông do PAC tạo ra thường chịu được lực cắt tốt hơn các kết bông phèn, điều này có thể cải thiện độ ổn định trong quá trình lọc và thời gian chạy bộ lọc.

Các hình thức, cấp độ và thông số kỹ thuật điển hình bạn sẽ thấy

PAC được bán ở dạng lỏng và dạng bột. Nhãn sản phẩm thường ghi rõ hàm lượng nhôm (thường được biểu thị bằng Al ₂ ồ ₃ ), tính bazơ (thước đo tiền trung hòa), tỷ trọng (đối với chất lỏng) và giới hạn tạp chất liên quan đến nước uống được hoặc các yêu cầu xả thải công nghiệp. Các giá trị khác nhau tùy theo nhà sản xuất, nhưng các phạm vi dưới đây thường gặp trong quá trình mua sắm và vận hành.

Đối với nước uống, hãy xác minh rằng sản phẩm PAC cụ thể được phê duyệt để sử dụng có thể uống được theo thẩm quyền của bạn và nhà cung cấp của bạn cung cấp chứng nhận phân tích (CoA) hiện hành cho thấy giới hạn tạp chất phù hợp với tiêu dùng của con người.

Nơi PAC hữu ích nhất

Polyalumin clorua chủ yếu được lựa chọn khi người vận hành cần loại bỏ độ đục mạnh mẽ, cải thiện sự hình thành bông cặn hoặc hiệu suất tốt hơn trong các điều kiện nước thô thay đổi. Nó được sử dụng trong cả hệ thống đô thị và công nghiệp.

Các trường hợp sử dụng có giá trị cao

• Làm rõ nước uống: độ đục và giảm màu trước khi lọc, thường có hiệu suất ổn định hơn trong mùa lạnh.
• Nước mặt có chất hữu cơ tự nhiên: hỗ trợ loại bỏ một số chất hữu cơ hòa tan tạo màu và khử trùng tiền chất phụ phẩm.
• Tiền xử lý nước thải công nghiệp: tách chất rắn trước hệ thống DAF, lắng hoặc màng.
• Hỗ trợ đồng kết tủa phốt pho: có thể bổ sung cho các hệ thống sinh học bằng cách cải thiện khả năng thu giữ chất rắn (kết quả ở từng địa điểm cụ thể phụ thuộc vào hóa học và giấy phép).

Là điểm khởi đầu cho nhiều vùng nước, liều PAC thường rơi vào khoảng 10–50 mg/L (dưới dạng sản phẩm), nhưng các trường hợp có độ đục cao, độ kiềm bất thường và hàm lượng chất hữu cơ cao có thể đẩy liều lượng tối ưu lên cao hơn. Luôn xác thực bằng thử nghiệm jar.

Cách thiết lập và tối ưu hóa liều PAC trong thực tế

Cách chắc chắn nhất để xác định liều PAC là xét nghiệm bình gắn liền với các kết quả có thể đo lường được (độ đục ổn định, độ đục được lọc, UV254, màu sắc hoặc tổn thất áp suất đầu của bộ lọc xuôi dòng). Bởi vì các sản phẩm PAC khác nhau về tính bazơ và hàm lượng nhôm nên việc tối ưu hóa liều lượng phải được biểu thị bằng cả “mg/L dưới dạng sản phẩm” và “mg/L dưới dạng Al”. ₂ ồ ₃ ” để so sánh nhất quán.

Quy trình kiểm tra jar thực tế

1. Xác định mục tiêu của bạn: ví dụ: <0,3 độ đục được lọc NTU hoặc giảm màu/UV254 được chỉ định.
2. Thử nghiệm ít nhất 5 liều từ thấp đến cao (ví dụ: 5, 10, 20, 35, 50 mg/L đối với sản phẩm).
3. Tiếp tục trộn đều: trộn nhanh để phân tán, sau đó kiểm soát quá trình keo tụ để quan sát kích thước và cường độ khối keo tụ.
4. Ghi lại pH trước và sau đông tụ; nếu độ pH thay đổi, hãy thực hiện các xét nghiệm song song với việc điều chỉnh độ kiềm.
5. Đánh giá nước lắng và khi có thể, mô phỏng quá trình lọc (bộ lọc giấy hoặc bộ lọc băng ghế) để xác định liều lượng giúp giảm thiểu độ đục và cải thiện khả năng lọc.

Một mô hình tối ưu hóa phổ biến là độ rõ nét được cải thiện nhanh chóng đến một điểm, sau đó ổn định. “Liều tốt nhất” vận hành thường là liều thấp nhất đáp ứng mục tiêu một cách nhất quán trong khi vẫn duy trì thời gian chạy bộ lọc và giảm thiểu chi phí hóa chất.

ồperational impacts: pH, alkalinity, sludge, and filters

PAC không chỉ có tác dụng loại bỏ độ đục. Hiệu suất hoạt động hàng ngày của nhà máy phụ thuộc vào cách PAC thay đổi độ pH, lượng bùn được tạo ra và liệu quá trình lọc ở hạ lưu có ổn định hay không.

pH và độ kiềm

Nhiều hệ thống nhận thấy PAC có thể hoạt động được trong khoảng pH hoạt động khoảng 5,5–9,0 , nhưng mức tối ưu thực sự là đặc trưng cho nước. Nếu độ kiềm trong nước thô của bạn thấp, PAC vẫn có thể làm giảm độ pH; sự khác biệt là nó thường hoạt động ít mạnh mẽ hơn phèn ở hiệu suất tương đương, đặc biệt ở các cấp độ cơ bản cao hơn.

Khối lượng bùn và khử nước

Tùy thuộc vào nguồn nước và liều lượng, một số cơ sở báo cáo khối lượng bùn giảm so với phèn vì có thể đạt được hiệu quả đông tụ khi bổ sung khối lượng thấp hơn. Về mặt thực tế, việc xử lý là hợp lý 10–30% giảm bùn như một giả thuyết để xác nhận trong quá trình thử nghiệm có kiểm soát, thay vì một kết quả được đảm bảo.

Hiệu suất lọc

• Nếu khối bông quá nhỏ (thiếu liều lượng hoặc trộn kém), độ đục có thể đi qua bể lắng và bộ lọc tải, làm rút ngắn thời gian chạy.
• Nếu dùng quá liều, điện tích có thể đảo ngược và độ trong có thể xấu đi; điều này thường được nhìn thấy dưới dạng “pin floc” và độ đục của nước thải tăng cao.
• Điểm vận hành tốt nhất thường hiển thị giải quyết nhanh chóng , kết bông đàn hồi và độ đục được lọc ổn định với lượng áp suất có thể kiểm soát được.

Các yếu tố cần thiết về xử lý, lưu trữ và an toàn

PAC lỏng thường có tính axit và có thể ăn mòn các kim loại không tương thích. Việc sử dụng an toàn và đáng tin cậy đòi hỏi phải lựa chọn vật liệu chính xác, ngăn chặn thứ cấp và quy trình vận hành rõ ràng đối với việc vận chuyển và tràn đổ.

Danh sách kiểm tra xử lý thực tế

• Sử dụng bể chứa và đường ống chịu hóa chất thích hợp cho muối nhôm có tính axit (xác nhận tính tương thích với SDS của sản phẩm và hướng dẫn của nhà cung cấp).
• Duy trì kích thước ngăn chặn thứ cấp cho các tình huống tràn đáng tin cậy và bảo vệ khỏi bị đóng băng hoặc nhiệt độ quá cao theo khuyến nghị của nhà cung cấp.
• Tránh trộn PAC với các hóa chất không tương thích trong đường ống chung hoặc ống góp xả kém; phản ứng ngoài ý muốn có thể gây ra kết tủa và tắc nghẽn.
• Đào tạo người vận hành về cách bảo vệ khỏi tia bắn và các bước sơ cứu đối với dung dịch axit; tuân theo Bảng dữ liệu an toàn (SDS).

Nếu bạn đang chuyển từ muối phèn hoặc muối sắt, hãy lập kế hoạch chuyển đổi theo từng giai đoạn: hiệu chỉnh lại máy bơm định lượng, xác minh việc trộn điểm cấp liệu và xác nhận chất lượng nước đã xử lý trong cả điều kiện nước thô trung bình và trường hợp xấu nhất.

Cách chọn sản phẩm PAC và tránh các dạng lỗi thường gặp

“PAC” không phải là một hóa chất thống nhất trong thực tế; sản phẩm khác nhau về tính bazơ, nồng độ nhôm và kiểm soát tạp chất. Việc lựa chọn phải được quyết định bởi mục tiêu điều trị và những hạn chế trong hoạt động của bạn, chứ không chỉ dựa trên mức giá được cung cấp.

Kiểm tra mua sắm và vận hành

• Xác nhận loại sản phẩm (uống được hay công nghiệp) và yêu cầu CoA hiện tại thể hiện hàm lượng nhôm và các tạp chất liên quan.
• Chuẩn hóa báo cáo liều lượng: theo dõi mg/L dưới dạng sản phẩm và mg/L tính theo Al ₂ ồ ₃ để so sánh các nhà cung cấp một cách công bằng.
• Xác minh điểm cấp liệu có khả năng phân tán ngay lập tức (trộn nhanh) trước khi keo tụ; độ phân tán kém là nguyên nhân gốc rễ thường gặp của hiệu suất yếu.
• Chạy thử nghiệm bình song song khi chuyển đổi sản phẩm; ngay cả với cùng một nhãn “PAC”, liều lượng tối ưu có thể thay đổi đáng kể.

Khắc phục sự cố tín hiệu và cách khắc phục

• Độ đục của nước thải tăng sau khi tăng liều lượng: nghi ngờ quá liều/đảo ngược phí; giảm liều lượng và xác nhận bằng thử nghiệm bình.
• Pin floc và độ lắng kém: xác minh cường độ trộn nhanh và vị trí tiêm bút lông; cải thiện độ phân tán trước khi thay đổi hóa học.
• Độ pH giảm bất ngờ: xác nhận độ kiềm và xem xét bổ sung PAC có tính bazơ cao hơn hoặc bổ sung độ kiềm có kiểm soát.
• Cắm đường dây hoặc gửi tiền trắng: kiểm tra sự pha trộn hóa học không tương thích, điểm chết ứ đọng hoặc quy trình xả nước không đầy đủ.

Bài học vận hành đáng tin cậy nhất rất đơn giản: PAC hoạt động tốt nhất khi việc kiểm soát, pha trộn và theo dõi liều lượng được xử lý như một hệ thống duy nhất . Chỉ tối ưu hóa liều lượng hóa chất mà không khắc phục các hạn chế về độ phân tán, năng lượng keo tụ hoặc độ pH/độ kiềm thường sẽ hạn chế hiệu suất.