I. Einführung

In der modernen industriellen Produktion und städtischen Entwicklung spielt die Wasseraufbereitungstechnologie eine entscheidende Rolle. Als eines der Kernchemikalien im Bereich der Wasseraufbereitung ist industrielles Polyaluminiumchlorid (kurz PAC) aufgrund seiner hervorragenden Flockungsleistung, breiten Anwendbarkeit und relativ umweltfreundlichen Eigenschaften zu einem unverzichtbaren chemischen Mittel in der industriellen Wasserversorgung, Abwasserbehandlung, Zirkulationswassersystemen und städtischen Abwasserreinigung usw. geworden. Dieser Artikel wird umfassend die Eigenschaften, den Wirkmechanismus und die Anwendungspraktiken in verschiedenen Bereichen von industriellem Polyaluminiumchlorid untersuchen.

Ii. Übersicht über industriellen Polyaluminiumchlorid

1.Grundeigenschaften

Industrielle Polyaluminiumchlorid ist ein anorganischer Polymerflockungsmittel mit der chemischen Formel [Al₂(OH)ₙCl₆ ₙ ₙ]ₘ, wobei n 1-5 und m≤10 ist. Im Vergleich zu traditionellen Aluminiumsalzkoagulanzien weist PAC die folgenden signifikanten Eigenschaften auf:

●Hocheffiziente Flockungskapazität: doppelte Wirkung von Ladungsneutralisation und Adsorptionsbrücken

●Breites pH-Anpassungsvermögen: Der geeignete pH-Bereich liegt zwischen 5-9 (6,5-7,5 für traditionelle Aluminiumsalze)

●Schnelle Sedimentationsgeschwindigkeit: Die gebildeten Flocken sind groß und dicht, und die Sedimentationsgeschwindigkeit ist 2 bis 4 Mal schneller als die von traditionellen Aluminiumsalzen.

●Niedriger Restaluminiumgehalt: Die Aluminiumionenkonzentration im Abwasser liegt normalerweise unter 0,1 mg/L

●Geringe Korrosivität: Seine Korrosivität gegenüber Verarbeitungsausrüstung ist geringer als die anderer Aluminiumsalze und Eisensalze

2. Produktionsprozess

Industrielle PAC wird hauptsächlich durch die folgenden Prozesse hergestellt:

●Calciumaluminatverfahren: Bauxit + Salzsäure + Calciumaluminat → Reaktion → Reifung → Fertigprodukt

●Aluminiumhydroxid-Methode: Aluminiumhydroxid + Salzsäure → Reaktion → Reifung → Endprodukt

●Aluminium-Schlacke-Säureauflösungsmethode: Sie wird durch die Verwendung von Aluminiumverarbeitungsabfällen hergestellt, mit geringen Kosten, aber großen Qualitätschwankungen.

Industrielle Produkte sind normalerweise hellgelbe bis rötlich-braune Flüssigkeiten oder Feststoffe mit einem Gehalt an Aluminiumoxid (Al₂O₃) von 28% bis 30% und einem Basizitätsgrad im Bereich von 60% bis 85%.

Iii. Detaillierte Analyse des Wirkmechanismus

1.Elektro-Neutralisationseffekt

PAC hydrolysiert in Wasser zu verschiedenen hochwertigen Komplexionen, wie [Al₁₃O₄(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺. Diese positiv geladenen Polymere können die negativen Ladungen auf der Oberfläche von kolloidalen Partikeln effektiv neutralisieren, die doppelte elektrische Schicht komprimieren, das ζ-Potential reduzieren und das Kolloid destabilisieren.

2.Adsorptionsbrücken-Effekt

Die langkettige Polymerstruktur von PAC kann Partikel "überbrücken" und verbinden, wodurch eine Netzwerkstruktur entsteht. Sie fängt schwebende Partikel durch van-der-Waals-Kräfte, Wasserstoffbrücken und andere Aktionen ein und bildet große und dichte Flocken.

3.Die Funktion der Netzaufnahme und -reinigung

Wenn die Dosierung von PAC groß genug ist, kann das gebildete Aluminiumhydroxid-Niederschlag die winzigen Partikel im Wasser während des Sedimentationsprozesses einfangen und zusammen absinken.

Iv. Praktische Anwendung der industriellen Wasseraufbereitung

1.Industrielle Wasseraufbereitung

Im Prozess der Wasseraufbereitung in Industrien wie Energie, Chemieingenieurwesen und Elektronik zeigt PAC erhebliche Vorteile:

●Trübung Entfernungseffekt: Es hat eine ausgezeichnete Behandlungseffekt auf Wasser mit niedriger Trübung (≤10NTU), und die Trübung des Abwassers kann auf unter 0,5NTU reduziert werden.

●Entfernung organischer Substanzen: Es kann 30% bis 60% der gelösten organischen Substanzen entfernen, wodurch die Belastung der nachfolgenden Behandlung verringert wird.

2. Industrielle Abwasserbehandlung

●Druck- und Färbewasser

●Galvanikabwasser

● Papierherstellungsabwasser

3. Industrielles Zirkulationswassersystem

In den zirkulierenden Kühlwassersystemen von Industrien wie Stahl und Petrochemie bringt die Anwendung von PAC mehrere Vorteile:

●Trübungskontrolle: Halten Sie die Trübung des zirkulierenden Wassers unter 5 NTU

●Mikrobielle Kontrolle: Reduzieren Sie die Menge an Biofilm um 30%-50%

●Korrosionshemmende Wirkung: Es bildet einen Schutzfilm auf der Metalloberfläche, der die Korrosionsrate um 40% reduziert.

●Chemischer synergistischer Effekt: Es hat einen guten synergistischen Effekt mit organophosphor-basierten Skalierungshemmern

4. Städtische Abwasserreinigung

In kommunalen Kläranlagen umfassen die Anwendungsbereiche von PAC:

●Primäre verbesserte Behandlung: Direkte Zugabe, die SS-Entfernungsrate kann 85%-95% erreichen

●Chemische Phosphorentfernung: Reagiert mit Orthophosphat zur Bildung von AlPO₄-Niederschlag, mit einer Phosphorentfernungseffizienz von über 90%

●Schlammaufbereitung: Verbesserung der Entwässerungsleistung von Schlamm und Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts des Filterkuchens um 2% bis 5%

●Notfallreaktion: Schnell auf plötzliche Umweltverschmutzungsereignisse reagieren

V. Schlüsselpunkte der Anwendungstechnologie

1.Optimierung der Additionsmethode

●Mehrpunktdosierung: Bei komplexer Wasserqualität können 2 bis 3 Dosierpunkte verwendet werden

●Gradient-Erhöhungsmethode: Zuerst 60% der Dosis hinzufügen und die verbleibenden 40% in Intervallen von 2 bis 3 Minuten hinzufügen

●Online-Mischung: Verwenden Sie einen statischen Mischer oder mechanisches Rühren und steuern Sie den G-Wert bei 300-500s⁻¹

2.Wichtige Punkte der Parametersteuerung

●pH-Anpassung: Der optimale Bereich liegt zwischen 6-8. Wenn dieser Bereich überschritten wird, ist eine Säure-/Alkalieanpassung erforderlich.

●Temperaturseinfluss: Wenn die Temperatur unter 5℃ liegt, sollte die Dosierung um 20%-30% erhöht oder die Flockungszeit verlängert werden.

●Rührintensität: Anfangs schnelles Mischen (100-200 U/min, 1 Minute), gefolgt von langsamer Flokulation (20-40 U/min, 15 Minuten)

3.Produktwahlleitfaden

Wählen Sie die geeignete Spezifikation entsprechend dem Verarbeitungsobjekt aus:

●Hohe Basizität PAC (70%-85%): Geeignet für Wasser mit niedriger Temperatur und niedriger Trübung sowie für hochfarbiges Abwasser

●Mittlere Basizität PAC (50%-70%): Bevorzugt für konventionelle Wasserqualität, mit einem breiten Anwendungsspektrum

●Niedrige Basizität PAC (30%-50%): Geeignet für stark trübes Wasser und ölhaltiges Abwasser

Vi. Entwicklungstrends und Innovationen

1.Produktupgrade-Richtung

●Komposit-PAC: Enthält Komponenten wie Eisen, Silizium und Calcium, wie z.B. Polyaluminium-Ferrichlorid (PAFC)

●Spezialisiertes PAC: Ein maßgeschneidertes Produkt, das für Abwasser aus bestimmten Branchen entwickelt wurde

●Hochreines PAC: Al₂O₃-Gehalt >30%, mit extrem niedrigem Gehalt an Schwermetallen, wird in hochwertigen Bereichen verwendet

2.Technologische Innovation

●Magnetisch verbessertes PAC: Beladen mit magnetischen Partikeln kann es Flocs schnell durch magnetische Trennung separieren

●Photokatalytisches PAC: In Kombination mit Photokatalysatoren wie TiO₂ hat es sowohl Flockungs- als auch Abbau-Funktionen

●Biologisches PAC: In Kombination mit mikrobiellen Präparaten erreicht es gleichzeitig physikalische, chemische und biologische Behandlung

3. Grüne Fertigung

●Rohstoffsubstitution: Es werden mehr sekundäre Ressourcen wie Industrieabfallaluminium und Steinkohlenabfälle verwendet.

●Prozessoptimierung: Energieverbrauch reduzieren und die Entsorgung der "drei Abfälle" minimieren

●Lebenszyklusanalyse: Optimierung der Umweltleistung von Produkten aus einer ganzheitlichen Lebenszyklusperspektive

VII. Schlussfolgerungen und Ausblick

Industrieller Polyaluminiumchlorid, mit seiner herausragenden technischen Leistung und erheblichen wirtschaftlichen sowie ökologischen Vorteilen, ist zu einem Säulenprodukt in der modernen Wasseraufbereitungstechnologie geworden. Angesichts der zunehmend strengen Anforderungen an den Umweltschutz und des wachsenden Drucks durch Wasserknappheit wird die PAC-Technologie weiterhin innovieren und sich entwickeln:

●Erweiterung der Anwendungsbereiche: Eindringen in neue Bereiche wie Regenwasserbehandlung, Governance von schwarzem und geruchsbelastetem Wasser und Notwasserbehandlung

●Intelligente Anwendung: Tief integriert mit Online-Überwachungs- und Automatisierungssystemen, um präzise Dosierung zu erreichen

●Grüne Entwicklung: Verbesserung des grünen Niveaus der gesamten Kette von Rohstoffen, Produktion bis Anwendung

●Globalisierungsanordnung: Chinas PAC-Technologiestandards und -produkte beschleunigen ihr "Going Global"

In der Zukunft wird polyaluminiumchlorid in Industriequalität weiterhin eine zentrale Rolle im Bereich der Wasseraufbereitung spielen und solide technische Unterstützung für die nachhaltige Entwicklung der Industrie und die Verbesserung der städtischen Wasserumwelt bieten. Unternehmen sollten die technologische Innovation fördern, effizientere, spezialisierte und umweltfreundliche Produktserien entwickeln, um den vielfältigen Anforderungen der Wasseraufbereitung gerecht zu werden und größere Beiträge zum Bau einer ökologischen Zivilisation zu leisten.