Giới thiệu

Polyaluminium Chloride (PAC viết tắt), như một chất keo tụ vô cơ có phân tử khối cao hiệu quả và kinh tế, đã đóng một vai trò cách mạng trong lĩnh vực xử lý nước kể từ khi được giới thiệu vào những năm 1960. So với các muối nhôm truyền thống, PAC, với cấu trúc hóa học độc đáo và hiệu suất xuất sắc, đã chứng minh được những lợi thế đáng kể trong nhiều lĩnh vực như xử lý nước uống, xử lý nước thải và xử lý nước thải công nghiệp, và đã trở thành một thành phần không thể thiếu và quan trọng của công nghệ xử lý nước hiện đại.

Các tính chất hóa học và lợi ích của PAC

PAC là sản phẩm thủy phân giữa AlCl₃ và Al(OH)₃, và công thức hóa học tổng quát của nó là [Al₂(OH)ₙCl₆ ₙ ₙ]ₘ, trong đó n là 1-5 và m≤10. Cấu trúc đặc biệt này mang lại cho PAC nhiều đặc tính xuất sắc:

Mật độ điện tích cao: Phân tử PAC chứa một số lượng lớn các phức hợp hydroxyl đa hạt có điện tích cao, có thể trung hòa hiệu quả hơn điện tích bề mặt của các hạt keo.

Hình thức polymer hóa ổn định: PAC tồn tại ở dạng tiền polymer hóa và không trải qua quá trình chuyển đổi phức tạp từ monomer sang polymer như các muối nhôm truyền thống trong quá trình thủy phân.

Một phạm vi khả năng thích ứng pH rộng: Phạm vi pH tối ưu cho muối nhôm truyền thống là 6.0-7.5, trong khi PAC có thể duy trì hiệu ứng keo tụ tốt trong phạm vi 5.0-9.0.

Khả năng thích ứng với nhiệt độ thấp: Nó vẫn có thể duy trì hiệu quả keo tụ cao trong các nguồn nước có nhiệt độ thấp và độ đục thấp, giải quyết vấn đề suy giảm hiệu quả xử lý của các muối nhôm truyền thống vào mùa đông.

Ứng dụng của PAC trong Xử lý Nước Uống

Đóng góp của PAC trong xử lý nước uống chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau:

Hiệu quả loại bỏ đục xuất sắc: Nghiên cứu cho thấy để đạt được tiêu chuẩn đục nước thải tương tự, liều lượng PAC có thể giảm 30%-50% so với nhôm sulfat truyền thống, các bông tạo thành dày đặc, và tốc độ lắng nhanh hơn 20%-30%.

Tỷ lệ loại bỏ cao các chất ô nhiễm hữu cơ: PAC có hiệu quả loại bỏ đáng kể đối với chất hữu cơ trong nước, đặc biệt là carbon hữu cơ hòa tan (DOC), và tỷ lệ loại bỏ các tiền chất trihalomethane (THMFP) của nó cao hơn 15%-25% so với các muối nhôm truyền thống.

Kiểm soát nhôm dư thừa xuất sắc: Sau khi xử lý bằng muối nhôm truyền thống, nồng độ nhôm dư thừa trong nước thường nằm trong khoảng từ 0.2 đến 0.5mg/L, trong khi sau khi xử lý bằng PAC, nó có thể được kiểm soát dưới 0.1mg/L, giảm đáng kể nguy cơ tiềm ẩn của nhôm đối với sức khỏe con người.

Khả năng mạnh mẽ để xử lý ô nhiễm đột ngột: Khi xử lý nước thô có độ đục cao đột ngột, PAC thể hiện phản ứng nhanh chóng và chất lượng nước thải ổn định, đảm bảo an toàn cung cấp nước.

Đột phá của PAC trong xử lý nước thải

PAC cũng thể hiện giá trị độc đáo trong lĩnh vực xử lý nước thải:

Hiệu quả loại bỏ photpho được cải thiện: Các loài Al₁₃ có điện tích cao trong PAC có thể tạo thành các kết tủa ổn định với photphat, và tỷ lệ loại bỏ photpho tổng thể có thể đạt trên 90%, đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải ngày càng nghiêm ngặt.

Giảm sản xuất bùn: So với các muối nhôm truyền thống, khối lượng bùn được sản xuất khi sử dụng PAC giảm từ 20% đến 30%, giảm chi phí xử lý và tiêu hủy bùn.

Kết tủa đồng thời kim loại nặng: PAC có thể hiệu quả trong việc bắt giữ các ion kim loại nặng như Cd, Pb và Cu trong nước thải và đạt được loại bỏ sâu thông qua kết tủa đồng thời.

Loại bỏ màu sắc xuất sắc: Đối với nước thải có màu như nước thải in ấn và nhuộm, tỷ lệ tẩy màu của PAC có thể đạt 85%-95%, điều này tốt hơn đáng kể so với các chất keo truyền thống.

Đóng góp đặc biệt của PAC trong xử lý nước thải công nghiệp

Để đáp ứng các đặc điểm của các loại nước thải công nghiệp khác nhau, PAC đã chứng minh hiệu quả điều trị có mục tiêu:

Nước thải sản xuất giấy: Loại bỏ hiệu quả các chất keo và chất thải anion trong nước thải, và tăng tỷ lệ loại bỏ COD lên 30% đến 40%.

Nước thải chế biến thực phẩm: Nó có hiệu quả loại bỏ tốt đối với protein, dầu mỡ và các chất khác trong nước thải hữu cơ nồng độ cao, và không gây ô nhiễm thứ cấp.

Nước thải hóa dầu: Nó có thể phân tách hiệu quả và loại bỏ các chất dầu nhũ tương, với tỷ lệ loại bỏ dầu trên 95%.

Nước thải dược phẩm: Đối với nước thải chứa chất hữu cơ khó phân hủy, việc sử dụng kết hợp PAC và các quy trình sinh hóa có thể nâng cao đáng kể hiệu quả xử lý tổng thể.

Các tính năng thân thiện với môi trường của PAC

Việc ứng dụng PAC trong xử lý nước cũng cho thấy những lợi ích môi trường đáng kể:

Tác động pH nhỏ: pH của nguồn nước thay đổi ít sau khi sử dụng, giảm tiêu thụ hóa chất cho việc trung hòa và điều chỉnh sau đó.

Độ ăn mòn thấp: So với các muối nhôm truyền thống, PAC đã giảm đáng kể độ ăn mòn đối với thiết bị, từ đó kéo dài tuổi thọ của các cơ sở xử lý.

An toàn vận chuyển và lưu trữ: PAC lỏng có độ ổn định tốt và không dễ bị lắng đọng, trong khi PAC rắn có độ hút ẩm thấp, giúp thuận tiện cho việc vận chuyển và lưu trữ.

Chi phí tổng hợp thấp: Mặc dù giá đơn vị tương đối cao, nhưng khi xem xét nhiều yếu tố như liều lượng và xử lý bùn, chi phí điều trị tổng thể có thể giảm từ 15% đến 25%.

Xu hướng đổi mới và phát triển công nghệ

Công nghệ PAC vẫn đang liên tục đổi mới và phát triển:

Composite PAC: Sản phẩm PAC tổng hợp được phát triển bằng cách giới thiệu các yếu tố như sắt và silicon đã mở rộng thêm phạm vi ứng dụng và hiệu quả điều trị của nó.

PAC tinh khiết cao và kiềm hóa cao: PAC chất lượng cao được sản xuất bằng một quy trình đặc biệt, với hàm lượng Al₁₃ đạt trên 70%, mang lại hiệu quả điều trị nổi bật hơn nữa.

Ứng dụng của công nghệ nano: Nghiên cứu về PAC quy mô nano cung cấp những ý tưởng mới cho việc xử lý nâng cao các nguồn nước bị ô nhiễm nhẹ.

Hệ thống định lượng thông minh: Công nghệ định lượng thông minh PAC dựa trên giám sát chất lượng nước trực tuyến đã đạt được định lượng chính xác và kiểm soát tối ưu.

Kết luận

Là một đổi mới lớn trong công nghệ xử lý nước, PAC đã được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới nhờ vào các đặc điểm như hiệu suất cao, tiết kiệm và thân thiện với môi trường. Nó không chỉ nâng cao mức độ đảm bảo an toàn chất lượng nước và giảm chi phí xử lý, mà còn thúc đẩy tiến bộ công nghệ trong toàn ngành xử lý nước. Với các yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng nghiêm ngặt và sự gia tăng của các vấn đề thiếu nước, PAC và các dẫn xuất của nó sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực xử lý nước, đóng góp lớn hơn cho việc cải thiện môi trường nước của con người và phát triển bền vững. Trong tương lai, các đổi mới hơn nữa trong công nghệ PAC sẽ được kết hợp với các yêu cầu về xử lý nước thông minh và chính xác, mở ra một kỷ nguyên mới cho công nghệ xử lý nước.