Introdução

Cloreto de Polialumínio (PAC, abreviação), como um floculante inorgânico de alto peso molecular eficiente e econômico, desempenhou um papel revolucionário no campo do tratamento de água desde sua introdução na década de 1960. Comparado com sais de alumínio tradicionais, o PAC, com sua estrutura química única e excelente desempenho, demonstrou vantagens significativas em múltiplos campos, como tratamento de água potável, tratamento de esgoto e tratamento de águas residuais industriais, e se tornou um componente indispensável e importante da tecnologia moderna de tratamento de água.

As propriedades químicas e vantagens do PAC

PAC é um produto de hidrólise entre AlCl₃ e Al(OH)₃, e sua fórmula química geral é [Al₂(OH)ₙCl₆ ₙ ₙ]ₘ, onde n é 1-5 e m≤10. Esta estrutura especial confere ao PAC muitas características excelentes:

Alta densidade de carga: A molécula de PAC contém um grande número de complexos hidroxila polinucleares altamente carregados, que podem neutralizar de forma mais eficaz a carga superficial de partículas coloidais.

Forma de polimerização estável: PAC existe em uma forma pré-polimerizada e não passa pelo complexo processo de transformação de monômero para polímero como os sais de alumínio tradicionais durante a hidrólise.

Uma ampla faixa de adaptabilidade de pH: A faixa de pH ideal para sais de alumínio tradicionais é de 6,0-7,5, enquanto o PAC pode manter um bom efeito de floculação dentro da faixa de 5,0-9,0.

Adaptabilidade a baixas temperaturas: Pode ainda manter uma alta eficiência de floculação em corpos d'água de baixa temperatura e baixa turbidez, resolvendo o problema da diminuição do efeito de tratamento dos sais de alumínio tradicionais no inverno.

A aplicação de PAC no Tratamento de Água Potável

A contribuição do PAC no tratamento de água potável reflete-se principalmente nos seguintes aspectos:

Efeito excepcional de remoção de turbidez: Pesquisas mostram que, para alcançar o mesmo padrão de turbidez do efluente, a dosagem de PAC pode ser reduzida em 30%-50% em comparação com o sulfato de alumínio tradicional, os flocos formados são densos e a velocidade de sedimentação é 20%-30% mais rápida.

Alta taxa de remoção de poluentes orgânicos: PAC tem um efeito de remoção notável sobre a matéria orgânica na água, especialmente o carbono orgânico dissolvido (DOC), e sua taxa de remoção de precursores de trihalometano (THMFP) é 15%-25% maior do que a dos sais de alumínio tradicionais.

Excelente controle do alumínio residual: Após o tratamento com sal de alumínio tradicional, a concentração de alumínio residual na água geralmente fica entre 0,2 e 0,5mg/L, enquanto após o tratamento com PAC, pode ser controlada abaixo de 0,1mg/L, reduzindo significativamente o risco potencial do alumínio para a saúde humana.

Forte capacidade de lidar com poluição súbita: Ao tratar água bruta com alta turbidez repentina, o PAC demonstra resposta rápida e qualidade de efluente estável, garantindo a segurança do abastecimento de água.

Avanços do PAC no tratamento de águas residuais

PAC também demonstra um valor único na área de tratamento de esgoto:

Efeito aprimorado de remoção de fósforo: As espécies Al₁₃ altamente carregadas no PAC podem formar precipitados estáveis com fosfato, e a taxa total de remoção de fósforo pode ultrapassar 90%, atendendo a padrões de emissão cada vez mais rigorosos.

Produção de lodo reduzida: Comparado com sais de alumínio tradicionais, o volume de lodo produzido pelo uso de PAC é reduzido em 20% a 30%, diminuindo o custo de tratamento e descarte de lodo.

Co-precipitação de metais pesados: PAC pode capturar efetivamente íons de metais pesados como Cd, Pb e Cu em águas residuais e alcançar remoção profunda através da co-precipitação.

Excelente remoção de cor: Para águas residuais coloridas, como águas residuais de impressão e tingimento, a taxa de descoloração do PAC pode atingir 85%-95%, o que é significativamente melhor do que a dos coagulantes tradicionais.

A contribuição especial do PAC no tratamento de águas residuais industriais

Em resposta às características de várias águas residuais industriais, o PAC demonstrou efeitos de tratamento direcionados:

Água residuais de fabricação de papel: Remover efetivamente substâncias coloidais e resíduos aniônicos na água residual, e aumentar a taxa de remoção de DQO em 30% a 40%.

Efluente de processamento de alimentos: Tem um bom efeito de remoção de proteínas, óleos e outras substâncias em efluentes orgânicos de alta concentração, e não causa poluição secundária.

Água residuais petroquímicas: Pode desestabilizar efetivamente e remover substâncias de óleo emulsificadas, com uma taxa de remoção de óleo superior a 95%.

Água residuais farmacêuticos: Para águas residuais contendo matéria orgânica refratária, o uso combinado de PAC e processos bioquímicos pode aumentar significativamente a eficiência geral do tratamento.

As características ambientalmente amigáveis do PAC

A aplicação de PAC no tratamento de água também demonstra benefícios ambientais significativos:

Pequeno impacto no pH: O pH do corpo d'água muda pouco após o uso, reduzindo o consumo de produtos químicos para a neutralização e regulação subsequentes.

Baixa corrosividade: Comparado com sais de alumínio tradicionais, o PAC tem uma corrosividade significativamente reduzida para equipamentos, prolongando assim a vida útil das instalações de tratamento.

Transporte e segurança de armazenamento: O PAC líquido tem boa estabilidade e não é propenso à precipitação, enquanto o PAC sólido tem baixa higroscopicidade, tornando-o conveniente para transporte e armazenamento.

Custo abrangente baixo: Embora o preço unitário seja relativamente alto, considerando múltiplos fatores como a dosagem e o tratamento de lodo, o custo total de tratamento pode ser reduzido em 15% a 25%.

Inovação tecnológica e tendências de desenvolvimento

A tecnologia PAC ainda está constantemente inovando e se desenvolvendo:

PAC Composto: O produto PAC composto desenvolvido pela introdução de elementos como ferro e silício ampliou ainda mais seu escopo de aplicação e efeito de tratamento.

PAC de alta pureza e alta alcalinização: PAC de alta qualidade produzido por um processo especial, com teor de Al₁₃ superior a 70%, oferece efeitos de tratamento ainda mais excepcionais.

Aplicação da nanotecnologia: A pesquisa sobre PAC em escala nanométrica fornece novas ideias para o tratamento avançado de corpos d'água levemente poluídos.

Sistema de dosagem inteligente: A tecnologia de dosagem inteligente PAC baseada no monitoramento online da qualidade da água alcançou dosagem precisa e controle otimizado.

Conclusão

Como uma grande inovação na tecnologia de tratamento de água, o PAC tem sido amplamente aplicado em todo o mundo devido às suas características de alta eficiência, economia e amigabilidade ambiental. Ele não apenas melhora o nível de garantia de segurança da qualidade da água e reduz os custos de tratamento, mas também promove o progresso tecnológico em toda a indústria de tratamento de água. Com requisitos de proteção ambiental cada vez mais rigorosos e a intensificação dos problemas de escassez de água, o PAC e seus derivados continuarão a desempenhar um papel fundamental no campo do tratamento de água, fazendo contribuições maiores para a melhoria do ambiente hídrico humano e do desenvolvimento sustentável. No futuro, inovações adicionais na tecnologia do PAC serão combinadas com as demandas por tratamento de água inteligente e preciso, inaugurando uma nova era da tecnologia de tratamento de água.