Эфект прымянення PAC у ачыстцы вады на цеплавых электрастанцыях

1. Папярэдняя апрацоўка падліўнай вады

Натуральныя вадаёмы часта ўтрымліваюць бруд, гліну, гумус і іншыя завіслыя рэчывы, а таксама калоідныя прымешкі, а таксама бактэрыі, грыбы, водарасці, вірусы і іншыя мікраарганізмы, якія маюць пэўную ўстойлівасць у вадзе і з'яўляюцца асноўнай прычынай каламутнасці, змены колеру і паху вады. Гэтыя лішнія арганічныя рэчывы трапляюць у іонаабменнік, забруджваюць смалу, зніжаюць абменную здольнасць смалы і нават уплываюць на якасць сцёкавых вод сістэмы апраснення. Асноўная мэта каагуляцыйнай апрацоўкі, ачысткі адстойнікам і фільтрацыі — выдаленне гэтых прымешак, каб утрыманне завіслых рэчываў у вадзе было менш за 5 мг/л, гэта значыць, каб атрымаць ачышчаную ваду. Гэта называецца папярэдняй ачысткай вады. Пасля папярэдняй апрацоўкі ваду можна выкарыстоўваць у якасці кацельнай вады толькі тады, калі раствораныя ў вадзе солі выдаляюцца шляхам іонаабмену, а раствораныя ў вадзе газы выдаляюцца шляхам награвання, вакуумавання або прадзімання. Калі гэтыя прымешкі не выдаляюцца спачатку, наступная ачыстка (абезсаленне) не можа быць праведзена. Такім чынам, каагуляцыйная ачыстка вады з'яўляецца важным звяном у працэсе ачысткі вады.

Працэс папярэдняй апрацоўкі вады на цеплавой электрастанцыі выглядае наступным чынам: сырая вада → каагуляцыя → асаджэнне і ачыстка → фільтрацыя. У якасці каагулянтаў, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў працэдуры каагуляцыі, выкарыстоўваюцца поліалюмінійхларыд, полісульфат жалеза, сульфат алюмінію, трыхларыд жалеза і г.д. Ніжэй у асноўным апісваецца прымяненне поліалюмінійхларыду.

Поліалюмінійхларыд, які называюць ПАК, вырабляецца на аснове алюмініевага попелу або алюмініевых мінералаў у якасці сыравіны. Пры высокай тэмпературы і пэўным ціску ў выніку рэакцыі са шчолаччу і алюмініем утвараецца палімер. Сыравіна і вытворчы працэс адрозніваюцца, таму характарыстыкі прадукту адрозніваюцца. Малекулярная формула ПАК [Al2(OH)nCI6-n]m, дзе n можа быць любым цэлым лікам ад 1 да 5, а m - цэлы лік кластара 10. ПАК выпускаецца як у цвёрдым, так і ў вадкім стане.

2. Механізм згортвання крыві

Існуе тры асноўныя эфекты каагулянтаў на калоідныя часціцы ў вадзе: электрычная нейтралізацыя, адсорбцыйнае маставанне і выцяканне. Які з гэтых трох эфектаў з'яўляецца асноўным, залежыць ад тыпу і дазоўкі каагулянта, прыроды і ўтрымання калоідных часціц у вадзе, а таксама ад значэння pH вады. Механізм дзеяння поліалюмінійхларыду падобны да механізму дзеяння сульфату алюмінію, і паводзіны сульфату алюмінію ў вадзе адносіцца да працэсу ўтварэння розных гідралізаваных злучэнняў Al3+.

Поліалюмінійхларыд можна разглядаць як розныя прамежкавыя прадукты ў працэсе гідролізу і палімерызацыі хларыду алюмінію ў Al(OH)3 пры пэўных умовах. Ён непасрэдна прысутнічае ў вадзе ў выглядзе розных палімерных злучэнняў і Al(OH)a(s), без працэсу гідролізу Al3+.

3. Ужыванне і фактары ўплыву

1. Тэмпература вады

Тэмпература вады відавочна ўплывае на эфект каагуляцыі. Пры нізкай тэмпературы вады гідроліз каагулянта ўскладняецца, асабліва калі тэмпература вады ніжэй за 5℃, хуткасць гідролізу павольная, а ўтвораны флокулянт мае друзлую структуру, высокае ўтрыманне вады і дробныя часціцы. Пры нізкай тэмпературы вады растварэнне калоідных часціц павялічваецца, час флокуляцыі падаўжаецца, а хуткасць аблогі павольная. Даследаванні паказваюць, што тэмпература вады 25~30℃ з'яўляецца больш прыдатнай.

2. Значэнне pH вады

Працэс гідролізу поліалюмінійхларыду — гэта працэс бесперапыннага вызвалення H+. Такім чынам, пры розных умовах pH будуць узнікаць розныя прамежкавыя прадукты гідролізу, і найлепшае значэнне pH для каагуляцыі поліалюмінійхларыдам звычайна складае ад 6,5 да 7,5. Эфект каагуляцыі ў гэты час найвышэйшы.

3. Дазаванне каагулянта

Калі колькасці дададзенага каагулянту недастаткова, рэшткавая каламутнасць у сцёкавай вадзе павялічваецца. Калі колькасць занадта вялікая, з-за таго, што калоідныя часціцы ў вадзе адсарбуюць лішнюю колькасць каагулянту, зарадавыя ўласцівасці калоідных часціц змяняюцца, у выніку чаго рэшткавая каламутнасць у сцёкавых водах зноў павялічваецца. Працэс каагуляцыі — гэта не простая хімічная рэакцыя, таму неабходную дазоўку нельга вызначыць з разліку, а трэба вызначыць адпаведную дазоўку ў залежнасці ад канкрэтнай якасці вады. Пры сезонных зменах якасці вады дазоўку неабходна адпаведна карэктаваць.

4. Кантактнае асяроддзе

У працэсе каагуляцыі або іншай асадкавай апрацоўкі, калі ў вадзе ёсць пэўная колькасць пласта бруду, эфект каагуляцыі можа быць значна палепшаны. Гэта можа забяспечыць вялікую плошчу паверхні, дзякуючы адсорбцыі, каталізу і крышталізацыйнаму ядру, што паляпшае эфект каагуляцыі.

Каагуляцыйнае асаджэнне ў цяперашні час з'яўляецца шырока распаўсюджаным метадам ачысткі вады. Поліалюмінійхларыд выкарыстоўваецца ў прамысловасці ў якасці флокулянта для ачысткі вады, бо мае добрыя характарыстыкі каагулянта, вялікія флокулянты, меншую дазоўку, высокую эфектыўнасць, хуткае асаджэнне, шырокі дыяпазон прымянення і іншыя перавагі. У параўнанні з традыцыйнымі флокулянтамі дазоўку можна знізіць на 1/3-1/2, а кошт можна зэканоміць на 40%. У спалучэнні з выкарыстаннем безклапаннага фільтра і фільтра з актываваным вуглём значна зніжаецца каламутнасць сырой вады, паляпшаецца якасць сцёкавых вод сістэмы ачысткі солі, павялічваецца абменная здольнасць ачышчальнай смалы і зніжаюцца эксплуатацыйныя выдаткі.