I. Introduction

Dans la production industrielle moderne et le développement urbain, la technologie de traitement de l'eau joue un rôle crucial. En tant qu'un des produits chimiques de base dans le domaine du traitement de l'eau, le Chlorure de Polyaluminium de qualité industrielle (PAC en abrégé) est devenu un agent chimique indispensable dans l'approvisionnement en eau industrielle, le traitement des eaux usées, les systèmes d'eau circulante et la purification des eaux usées urbaines, etc., en raison de ses performances de floculation exceptionnelles, de sa large applicabilité et de ses caractéristiques relativement respectueuses de l'environnement. Cet article explorera de manière exhaustive les caractéristiques, le mécanisme d'action et les pratiques d'application dans divers domaines du chlorure de polyaluminium de qualité industrielle.

Ii. Aperçu du chlorure de polyaluminium de qualité industrielle

1.Caractéristiques de base

Le chlorure de polyaluminium de qualité industrielle est un floculant polymère inorganique avec la formule chimique [Al₂(OH)ₙCl₆ ₙ ₙ]ₘ, où n est compris entre 1 et 5 et m≤10. Comparé aux coagulants traditionnels à base de sel d'aluminium, le PAC présente les caractéristiques significatives suivantes :

●Capacité de floculation à haute efficacité : effets doubles de neutralisation de charge et de pontage par adsorption

●Large plage d'adaptabilité du pH : La plage de pH appropriée est de 5 à 9 (6,5 à 7,5 pour les sels d'aluminium traditionnels)

●Vitesse de sédimentation rapide : Les flocs formés sont grands et denses, et la vitesse de sédimentation est de 2 à 4 fois plus rapide que celle des sels d'aluminium traditionnels.

●Faible teneur résiduelle en aluminium : La concentration en ions aluminium dans l'effluent est généralement inférieure à 0,1 mg/L

●Faible corrosivité : Sa corrosivité sur les équipements de traitement est inférieure à celle des autres sels d'aluminium et sels de fer.

2. Processus de production

PAC de qualité industrielle est principalement produit par les processus suivants :

●Méthode de l'aluminate de calcium : Bauxite + acide chlorhydrique + aluminate de calcium → Réaction → Maturation → produit fini

●Méthode de l'hydroxyde d'aluminium : Hydroxyde d'aluminium + acide chlorhydrique → réaction → maturation → produit fini

●Méthode de dissolution acide des scories d'aluminium : Elle est produite en utilisant des déchets de traitement de l'aluminium, avec un faible coût mais de grandes fluctuations de qualité.

Les produits de qualité industrielle sont généralement des liquides ou des solides de couleur jaune clair à brun rougeâtre, avec une teneur en alumine (Al₂O₃) variant de 28 % à 30 %, et un degré de basicité compris entre 60 % et 85 %.

Iii. Analyse approfondie du mécanisme d'action

1.Effet d'électro-neutralisation

PAC hydrolyse dans l'eau pour former divers ions complexes à haute valence, tels que [Al₁₃O₄(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺. Ces polymères chargés positivement peuvent efficacement neutraliser les charges négatives à la surface des particules colloïdales, comprimer la double couche électrique, réduire le potentiel ζ et déstabiliser le colloïde.

2.Effet de pontage par adsorption

La structure polymère à chaîne longue du PAC peut "relier" et connecter des particules, formant une structure en réseau. Elle capture les particules en suspension grâce aux forces de van der Waals, aux liaisons hydrogène et à d'autres actions, formant de grands et denses flocs.

3. La fonction de capture et de balayage du réseau

Lorsque la dose de PAC est suffisamment grande, le précipité d'hydroxyde d'aluminium formé peut capturer et balayer les minuscules particules dans l'eau pendant le processus de sédimentation et couler ensemble.

Iv. Application Pratique du Traitement des Eaux Industrielles

1. Traitement de l'approvisionnement en eau industrielle

Dans le processus de préparation de l'eau des industries telles que l'énergie, l'ingénierie chimique et l'électronique, le PAC présente des avantages significatifs :

●Effet de suppression de la turbidité : Il a un excellent effet de traitement sur les eaux à faible turbidité (≤10NTU), et la turbidité de l'effluent peut être réduite à moins de 0,5NTU

●Élimination de la matière organique : Elle peut éliminer 30 % à 60 % de la matière organique dissoute, réduisant ainsi la charge sur le traitement ultérieur.

2. Traitement des eaux usées industrielles

●Eaux usées de l'impression et de la teinture

●Eaux usées de galvanoplastie

● Eaux usées de fabrication de papier

3. Système de circulation d'eau industrielle

Dans les systèmes de refroidissement à eau circulante des industries telles que l'acier et la pétrochimie, l'application de PAC apporte de multiples avantages :

●Contrôle de la turbidité : Maintenir la turbidité de l'eau circulante en dessous de 5 NTU

●Contrôle microbien : Réduire la quantité de biofilm de 30 % à 50 %

●Effet d'inhibition de la corrosion : Il forme un film protecteur sur la surface métallique, réduisant le taux de corrosion de 40 %

●Effet synergique chimique : Il a un bon effet synergique avec des inhibiteurs de tartre à base de phosphore organique

4. Purification des eaux usées urbaines

Dans les stations d'épuration municipales, les scénarios d'application du PAC incluent :

●Traitement amélioré primaire : Ajout direct, le taux d'élimination des SS peut atteindre 85%-95%

●Élimination chimique du phosphore : Réagit avec l'orthophosphate pour former un précipité d'AlPO₄, avec une efficacité d'élimination du phosphore de plus de 90 %

●Conditionnement des boues : Améliorer la performance de déshydratation des boues et réduire la teneur en humidité du gâteau filtrant de 2 % à 5 %

●Réponse d'urgence : Réagir rapidement aux incidents de pollution soudains

V. Points Clés de la Technologie d'Application

1.Optimisation de la méthode d'addition

●Dosage multi-point : Pour une qualité de l'eau complexe, 2 à 3 points de dosage peuvent être adoptés

●Méthode d'augmentation par gradient : Ajouter d'abord 60 % de la dose, puis ajouter les 40 % restants par intervalles de 2 à 3 minutes

●Mélange en ligne : Utilisez un mélangeur statique ou un mélangeur mécanique, et contrôlez la valeur G entre 300-500s⁻¹

2. Points clés du contrôle des paramètres

●Ajustement du pH : La plage optimale est de 6 à 8. Si elle dépasse cette plage, un ajustement acide/alcalin est nécessaire.

●Influence de la température : Lorsque la température est inférieure à 5℃, la dose doit être augmentée de 20%-30% ou le temps de floculation doit être prolongé.

●Intensité de mélange : Mélange initial rapide (100-200 RPM, 1 minute), suivi d'une floculation lente (20-40 RPM, 15 minutes)

3.Guide de sélection de produits

Sélectionnez la spécification appropriée en fonction de l'objet de traitement :

●PAC à haute basicité (70%-85%) : Convient pour les eaux à basse température et à faible turbidité et les eaux usées à haute couleur

●PAC de basicité moyenne (50%-70%) : Préféré pour la qualité de l'eau conventionnelle, avec un large éventail d'applications

●PAC à faible basicité (30%-50%) : Convient aux eaux à forte turbidité et aux eaux usées huileuses

Vi. Tendances de développement et innovations

1.Direction de mise à niveau du produit

●PAC composite : Intègre des composants tels que le fer, le silicium et le calcium, tels que le chlorure ferrique polyaluminium (PAFC)

●PAC spécialisé : Un produit personnalisé développé pour les eaux usées provenant d'industries spécifiques

●PAC de haute pureté : teneur en Al₂O₃ >30 %, avec une teneur en métaux lourds extrêmement faible, est utilisé dans des domaines haut de gamme

2.Innovation technologique

●PAC amélioré par magnétisme : Chargé de particules magnétiques, il peut séparer rapidement les flocs par séparation magnétique.

●PAC photocatalytique : Combiné avec des photocatalyseurs tels que TiO₂, il possède à la fois des fonctions de floculation et de dégradation.

●PAC biologique : Combiné avec des préparations microbiennes, il réalise simultanément un traitement physico-chimique et biologique

3. Fabrication verte

●Substitution de matières premières : Davantage de ressources secondaires telles que les déchets industriels en aluminium et les gangues de charbon sont adoptées

●Optimisation des processus : Réduire la consommation d'énergie et minimiser le rejet des "trois déchets"

●Évaluation du cycle de vie : Optimiser la performance environnementale des produits d'un point de vue du cycle de vie complet

VII. Conclusions et Perspectives

Le chlorure de polyaluminium de qualité industrielle, avec ses performances techniques exceptionnelles et ses avantages économiques et environnementaux significatifs, est devenu un produit phare dans la technologie moderne de traitement de l'eau. Avec des exigences de protection de l'environnement de plus en plus strictes et la pression croissante de la pénurie d'eau, la technologie PAC continuera d'innover et de se développer :

●Expansion des domaines d'application : Pénétration dans de nouveaux domaines tels que le traitement des eaux pluviales, la gestion des eaux noires et malodorantes, et le traitement des eaux d'urgence

●Application intelligente : Intégrée en profondeur avec des systèmes de surveillance en ligne et de contrôle automatique pour réaliser un dosage précis

●Développement durable : Améliorer le niveau écologique de l'ensemble de la chaîne, des matières premières, de la production à l'application

●Dispositif de mondialisation : Les normes et produits technologiques PAC de la Chine accélèrent leur "internationalisation"

À l'avenir, le chlorure de polyaluminium de qualité industrielle continuera à jouer un rôle central dans le domaine du traitement de l'eau, fournissant un soutien technique solide pour le développement durable de l'industrie et l'amélioration de l'environnement aquatique urbain. Les entreprises devraient renforcer l'innovation technologique, développer des séries de produits plus efficaces, spécialisés et respectueux de l'environnement pour répondre à des demandes diverses en matière de traitement de l'eau et apporter de plus grandes contributions à la construction de la civilisation écologique.