Tööstusliku kvaliteediga vedel polüalumiiniumkloriid

I. Määratlus ja omadused

Tööstusliku kvaliteediga vedelik Polüalumiiniumkloriid (PAC), anorgaaniline polümeerkoagulant, mille keemiline valem on [Al2(OH)nCl6−n]m[Al2​(OH)n​Cl6−n​]m​. See moodustub vesinik-hapniku ioonsilla ja mitmevalentsete anioonide polümerisatsiooni teel. Võrreldes traditsiooniliste flokulantidega, näiteks alumiiniumsulfaadiga, pakub vedel PAC olulisi eeliseid:

• Kõrge efektiivsusega flokulatsioon: suur molekulmass ja kõrge laengutihedus suudavad kolloidseid osakesi vees kiiresti adsorbeerida, moodustades suuri ja tihedaid maarjaõisi ning settimiskiirus suureneb enam kui 30%.
• Lai kohanemisvõime: rakendatav pH lai vahemik (5,0–9,0), stabiilne aktiivsus madalal temperatuuril, efektiivne kõrge hägususega vee, õlireovee ja raskmetallide reovee korral.
• Madal korrosioon ja ohutus: korrosioon on madalam kui rauasoola koagulandil ja raskmetallide jääk vastab rangelt riiklikule standardile (näiteks arseen ≤ 0,005%, plii ≤ 0,006%).

II. Tootmistehnoloogia ja tehniline klassifikatsioon

Vedela PAC-i tööstuslik tootmine sõltub peamiselt järgmistest protsessidest:

• Metallalumiiniummeetod: toorainena kasutatakse alumiiniumi tuhka ja alumiiniumräbu, mis seejärel laagerduvad ja polümeriseeruvad vesinikkloriidhappega. See on odav, kuid puhtust on raske kontrollida, seega sobib see tavaliseks tööstuslikuks reovee puhastamiseks.
• Aktiivse alumiiniumhüdroksiidi meetod: kasutatakse kõrge puhtusastmega alumiiniumhüdroksiidi pulbrit ja soola aluse aste reguleeritakse pärast happe lahustamist rõhu all (40–90%). Tootel on madal raskmetallide sisaldus ja see sobib kõrge kvaliteediga veele.
• Algne aku meetod: alumiiniumkiipi (anoodi) ja metallkatoodi kasutatakse vesinikkloriidhappes isekuumenemise reaktsiooniks, mis on energiasäästlik ja tõhus, kuid see peab rangelt kontrollima raskmetallide lisandeid.
• Pihustuskuivatamise pikendamise protsess: vedelat PAC-i saab pihustustornis dehüdreerida tahkete toodete saamiseks, kuid vedel vorm välistab lahustumisetapi ja toimimine on mugavam.

3. Põhirakenduse stsenaariumid

tööstusjäätmete kõrvaldamine

• Trükkimise ja värvimise/naha reovesi: värvimuutuse määr ulatub üle 85%, mis vähendab tõhusalt keemilist hapnikutarvet (COD).
• Fluoriid/ohtlike metallide reovesi: fluoriidioonid ja mürgised ained, näiteks plii ja kroom, eemaldatakse komplekssadestamise teel.
• Paberitootmise/söepesu reovesi: kiirendab pulbristatud söe settimist, eraldab kasulikku tahket ainet ja vähendab Vee-ettevõtesette sisu.

Linna veevarustussüsteemi haldamine

• Vee puhastamine: eemaldage veehoidla veest ja põhjaveest hõljuvad tahked ained ja kolloidid ning vähendage hägusust alla 0,5 NTU.
• Munitsipaalse reovee puhastamine: koos polüakrüülamiidiga võib parandada sette veetustamise efektiivsust ja vähendada kõrvaldamiskulusid.

Spetsiaalse veekvaliteedi parandus

• Radioaktiivsete veekogude deioniseerimine;
• Fosfori ja lämmastiku eemaldamine vesiviljeluse reoveest eutrofeerumise pidurdamiseks.

IV. Peamised jõudlusparameetrid ja kasutusspetsifikatsioonid

Põhipunktid:

• Doseerimine: Vedela PAC-i tavapärane doos on 3–40 kg/1000 tonni vett ja parim väärtus tuleks määrata keeduklaasitesti abil.
• Lahjendusnõuded: lisage otse või valmistage 5–10% lahus, et vältida liigset kontsentratsiooni, mis viib hüdrolüüsi ebaõnnestumiseni.

Kokkusobimatus: Polümeerstruktuuride hävimise vältimiseks on hoidmine keelatud koos tugevate oksüdeerivate ainete ja orgaaniliste lahustitega.

V. Arengutrendid ja keskkonnaprobleemid

• Roheline tootmine: arendage protsessi, kasutades toorainena lendtuhka, kivisöe aheraineid ja muid tahkeid jäätmeid, et vähendada ressursside tarbimist.
• Täpne rakendus: erinevat tüüpi reovee (nt õline/kõrge soolasisaldusega reovesi) jaoks on välja töötatud kohandatud PAC-komposiitvalem.
• Jäänud alumiiniumi kontroll: optimeerige polümerisatsiooniprotsessi, et vähendada vees jääkalumiiniumiooni sisaldust ja vältida ökoloogilisi riske.

Tööstuslik vedel polüalumiiniumkloriid on tänu oma kõrgele efektiivsusele, laiale spektrile ja madalale hinnale muutunud asendamatuks keemiliseks aineks tänapäevastes veepuhastussüsteemides. Tulevased uuringud peavad veelgi tasakaalustama efektiivsuse parandamist ja keskkonnaohutust ning edendama selle uuenduslikku rakendamist nullheite eesmärgi raames.