I. Введение

В современном промышленном производстве и городском развитии технологии очистки воды играют решающую роль. В качестве одного из основных химических веществ в области очистки воды, полиалюминиевый хлорид промышленного класса (сокращенно PAC) стал незаменимым химическим агентом в промышленном водоснабжении, очистке сточных вод, системах циркуляции воды и очистке городских сточных вод и т.д., благодаря своим выдающимся флокуляционным свойствам, широкой применимости и относительно экологически чистым характеристикам. Эта статья всесторонне исследует характеристики, механизм действия и практику применения полиалюминиевого хлорида промышленного класса в различных областях.

Ii. Обзор промышленного полиалюминиевого хлорида

1.Основные характеристики

Полиалюминиевый хлорид промышленного класса — это неорганический полимерный флокулянт с химической формулой [Al₂(OH)ₙCl₆ ₙ ₙ]ₘ, где n составляет 1-5, а m≤10. По сравнению с традиционными коагулянтами на основе алюминиевых солей, PAC обладает следующими значительными характеристиками:

●Высокая эффективность флокуляции: двойное действие нейтрализации заряда и адсорбционного мостика

●Широкий диапазон адаптивности pH: Подходящий диапазон pH составляет 5-9 (6.5-7.5 для традиционных алюминиевых солей)

●Быстрая скорость осаждения: Образованные флоки большие и плотные, а скорость осаждения в 2-4 раза быстрее, чем у традиционных алюминиевых солей

●Низкое содержание остаточного алюминия: Концентрация алюминиевых ионов в сточных водах обычно ниже 0,1 мг/л

●Низкая коррозионная активность: Его коррозионная активность по отношению к обрабатывающему оборудованию ниже, чем у других алюминиевых и железных солей

2. Производственный процесс

Промышленный PAC в основном производится через следующие процессы:

●Метод кальций алюмината: Боксит + соляная кислота + кальций алюминат → Реакция → Созревание → готовый продукт

●Метод алюминиевого гидроксида: Алюминиевый гидроксид + соляная кислота → реакция → созревание → готовый продукт

●Метод кислотного растворения алюминиевых шлаков: Он производится с использованием отходов переработки алюминия, имеет низкую стоимость, но большие колебания качества

Промышленные продукты обычно представляют собой светло-желтые до красновато-коричневых жидкостей или твердых веществ, с содержанием оксида алюминия (Al₂O₃) от 28% до 30% и степенью основности в диапазоне от 60% до 85%.

Iii. Глубокий анализ механизма действия

1. Электо-нейтрализационный эффект

PAC гидролизуется в воде, образуя различные высоковалентные комплексные ионы, такие как [Al₁₃O₄(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺. Эти положительно заряженные полимеры могут эффективно нейтрализовать отрицательные заряды на поверхности коллоидных частиц, сжимать двойной электрический слой, снижать ζ-потенциал и дестабилизировать коллоид.

2. Эффект адсорбционного мостика

Долговременная полимерная структура PAC может "связывать" и соединять частицы, образуя сетевую структуру. Она захватывает взвешенные частицы с помощью сил Ван дер Ваальса, водородных связей и других действий, образуя крупные и плотные флоки.

3. Функция захвата и очистки сети

Когда доза PAC достаточно велика, образовавшийся осадок гидроксида алюминия может захватывать и убирать мелкие частицы в воде в процессе осаждения и тонуть вместе.

Iv. Практическое применение промышленной очистки воды

1. Обработка водоснабжения для промышленности

В процессе подготовки воды в таких отраслях, как энергетика, химическая инженерия и электроника, PAC демонстрирует значительные преимущества:

●Эффект удаления мутности: Он обладает отличным эффектом обработки для воды с низкой мутностью (≤10NTU), и мутность сточных вод может быть снижена до уровня ниже 0.5NTU

●Удаление органических веществ: Оно может удалить от 30% до 60% растворенных органических веществ, уменьшая нагрузку на последующую обработку

2. Обработка сточных вод промышленности

●Отходы печати и крашения

●Отходы сточных вод от гальваники

● Отходы сточных вод при производстве бумаги

3. Промышленная система циркуляции воды

В циркулирующих системах охлаждающей воды в таких отраслях, как сталелитейная и нефтехимическая, применение PAC приносит множество преимуществ:

●Контроль мутности: Поддерживать мутность циркулирующей воды ниже 5 NTU

●Микробный контроль: Уменьшить количество биопленки на 30%-50%

●Эффект ингибирования коррозии: Он образует защитную пленку на поверхности металла, уменьшая скорость коррозии на 40%

●Химический синергетический эффект: Он имеет хороший синергетический эффект с основанными на органофосфорах ингибиторами накипи

4. Очистка городских сточных вод

В муниципальных очистных сооружениях сточных вод области применения PAC включают:

●Первичное улучшенное лечение: Прямое добавление, уровень удаления SS может достигать 85%-95%

●Удаление фосфора химическим способом: Реагирует с ортофосфатом, образуя осадок AlPO₄, с эффективностью удаления фосфора более 90%

●Обработка осадка: Улучшение производительности обезвоживания осадка и снижение содержания влаги в фильтровом кексе на 2% до 5%

●Экстренное реагирование: Быстро реагировать на внезапные инциденты загрязнения

V. Ключевые моменты технологии применения

1.Оптимизация метода сложения

●Многоточечное дозирование: Для сложного качества воды можно использовать 2-3 точки дозирования

●Метод градиентного увеличения: Сначала добавьте 60% дозы, а оставшиеся 40% добавляйте с интервалом 2-3 минуты

●Онлайн-смешивание: Используйте статический смеситель или механическое перемешивание, и контролируйте значение G на уровне 300-500s⁻¹

2. Ключевые моменты управления параметрами

●Корректировка pH: Оптимальный диапазон составляет 6-8. Если он превышает этот диапазон, требуется корректировка кислоты/щелочи.

●Влияние температуры: Когда температура ниже 5℃, дозировка должна быть увеличена на 20%-30% или время флокуляции должно быть продлено

●Интенсивность перемешивания: Начальное быстрое смешивание (100-200 об/мин, 1 минута), за которым следует медленная флокуляция (20-40 об/мин, 15 минут)

3. Руководство по выбору продукта

Выберите соответствующую спецификацию в зависимости от обрабатываемого объекта:

●Высокобазовый PAC (70%-85%): Подходит для воды с низкой температурой и низкой мутностью, а также для сточных вод с высоким цветом

●Средняя основность PAC(50%-70%) : Предпочтительно для обычного качества воды, с широким спектром применения

●Низкая основность PAC(30%-50%) : Подходит для воды с высокой мутностью и масляных сточных вод

Vi. Тенденции развития и инновации

1. Направление обновления продукта

●Композитный PAC: Включает компоненты, такие как железо, кремний и кальций, такие как полиалюминиевый ферри хлорид (PAFC)

●Специализированный PAC: Индивидуально разработанный продукт для сточных вод из конкретных отраслей

●Высокочистый PAC: содержание Al₂O₃ >30%, с крайне низким содержанием тяжелых металлов, используется в высококлассных областях

2. Технологические инновации

●Улучшенный магнитный PAC: Загруженный магнитными частицами, он может быстро отделять флоки с помощью магнитной сепарации

●Фотокаталитический PAC: В сочетании с фотокатализаторами, такими как TiO₂, он обладает как флокуляционными, так и деградационными функциями

●Биологический PAC: В сочетании с микробиологическими препаратами он одновременно достигает физико-химической и биологической обработки

3.Зеленое производство

●Замещение сырья: Используются более вторичные ресурсы, такие как промышленный отход алюминия и угольная зола

●Оптимизация процессов: Снизить потребление энергии и минимизировать выброс "трех отходов"

●Оценка жизненного цикла: Оптимизация экологической эффективности продукта с точки зрения полного жизненного цикла

VII. Заключения и Перспективы

Полиалюминиевый хлорид промышленного класса, благодаря своим выдающимся техническим характеристикам и значительным экономическим и экологическим преимуществам, стал опорным продуктом в современной технологии очистки воды. С учетом все более строгих требований к охране окружающей среды и растущего давления нехватки воды, технология PAC будет продолжать инновации и развитие:

●Расширение областей применения: Проникновение в новые сферы, такие как обработка дождевой воды, управление черной и зловонной водной средой и экстренная обработка воды

●Интеллектуальное приложение: Глубоко интегрировано с системами онлайн-мониторинга и автоматического управления для достижения точной дозировки

●Зеленое развитие: Повышение зеленого уровня всей цепочки от сырья, производства до применения

●Глобализация: Стандарты и продукты китайских технологий PAC ускоряют их "выход на международный рынок"

В будущем полихлорид алюминия промышленного класса продолжит играть ключевую роль в области очистки воды, предоставляя надежную техническую поддержку для устойчивого развития промышленности и улучшения городской водной среды. Предприятия должны усиливать технологические инновации, разрабатывать более эффективные, специализированные и экологически чистые серии продуктов для удовлетворения разнообразных потребностей в очистке воды и вносить больший вклад в строительство экологической цивилизации.