پلی آلومینیوم کلراید

آب های سطحی عموما محتوای انواع مختلفی از ناخالصی های کلوئیدی هستند که باعث کدورت و تا حدودی رنگ می شوند. برای حذف کلوئیدها باید ذرات مجزای کلوئید با هم مجتمع و از نظر اندازه بزرگ شوند. برای این کار می توان از مواد شیمیایی استفاده کرد. این مواد نیروهایی را که موجب پایداری ذرات کلوئیدی می شوند خنثی می کنند. به فرآیند ناپایدارسازی ذرات کلوئیدی انعقاد شیمیایی می گویند. سپس به ذرات ناپایدار شده در حالی که به آرامی به هم زده می شود زمان داده می شود تا لخته ها ایجاد شوند که به این عمل فلوکولاسیون می گویند. سرانجام آب از حوضچه ته نشینی رد می شود و در آن جا مواد جامد لخته شده به وسیله ته نشینی حذف می شوند. پلی آلومینیوم کلراید (PAC) یک منعقدکننده پلیمری غیرآلی با کارایی بالا می باشد. PAC با به کارگیری تکنولوژی ساخت بالا و با بهره گیری از مواد خام با کیفیت بالا در دهه های اخیر ساخته و تولید شده و به جمع مواد شیمیایی افزوده شده است. از مزایای پلی آلومینیوم کلراید (PAC) می توان به خلوص بالای ماده، وزن مولکولی بالا و خاصیت منعقدکنندگی بالا اشاره نمود. در عملیات منعقدسازی مقدار مصرف PAC در مقایسه با آلومینیوم سولفات حدودا 30 الی 60 درصد کاهش می یابد و به همین جهت مقدار لجن کمتری تولید می شود. در تصفیه خانه ها، برتری فعالیت رسوبگذاری و حجم کمتر لجن باعث افزایش راندمان در خروجی کل شده و در نتیجه سبب کاهش ابعاد حوضچه های جدید طراحی شده برای عملیات صاف کردن می گردد. لجن های تولیدی از فرآیند PAC نسبت به لجن های آلومینیوم سولفات راحت تر آبگیری شده و این مورد سبب صرفه جویی در استفاده از دستگاه آبگیری لجن می گردد.

فعالیت قوی تر PAC باعث تسهیل فلوکولاسیون آب خام در درجه حرارت پایین گردیده به طوری که در دمای 5°C خاصیت فوق العاده ای در کدورت زدائی آب دارد. برای مثال، عملکرد آلومینیوم سولفات در این دما نامناسب است. با مصرف PAC فلاک ها بزرگ تر و سنگین تر شده و در نتیجه راندمان شستشوی فیلترها back-flushing (نظیر فیلترهای شنی) افزایش می یابد و مصرف آب شستشوی فیلترها را کاهش می دهد. به علاوه، مقادیر فلوکولانت ثانویه به کار رفته برای آب شستشوی فیلترها (Back-Flushing) کاهش می یابد. در حالی که مصرف آلومینیوم سولفات، به دلیل تشکیل متوالی کلوئید آلومینیوم می تواند باعث کاهش کارائی عملیات شستشوی فیلتر Back-Flush و فلوکولانت ثانویه شود. مصرف PAC سبب کاهش ناخالصی های آلی آب شده و در نتیجه طول عمر فیلترهای کربن اکتیو افزایش می یابد. به طور کلی PAC به شکل مایع، آماده برای مصرف تامین شده و به صورت مستقیم قابل تزریق و مصرف آن آسان است. در حال حاضر تولیدات جامد به شکل گرانول در دسترس است، اما در هر حال شکل جامد نیز باید با عملیات میکس در آب محلول شود. محلول پلی آلومینیوم کلراید 10% خوراکی و صنعتی (Al2O3 10%) در صورتی که در دمای زیر 50 درجه سانتی گراد نگهداری شود، برای 4 الی 5 ماه پایدار می ماند و این خاصیت برای ذخیره سازی مواد شیمیایی در تصفیه خانه های آب و فاضلاب و پکیج های تزریق مواد شیمیایی بسیار مفید می باشد.

از ویژگی های بارز پلی آلومینیوم کلراید در عملکرد خود می توان به خنثی سازی پایدار ذرات کلوئیدی اشاره کرد که باعث ایجاد شرایط مناسبی جهت انعقاد شیمیایی ذرات و در نهایت ناپایدارسازی ذرات کلوئیدی می گردد اشاره کرد. پس از آن که این ماده شرایط مناسبی را جهت ناپایدارسازی ذرات معلق فراهم آورد، در حالی که محلول به آرامی در حال هم زدن می باشد، زمان لازم جهت لخته شدن ذرات و در نهایت فلوکولاسیون را فراهم می گردد. در نهایت با عبور آب از حوضچه ته نشینی، ذرات جامد لخته گردیده و به وسیله ته نشینی جدا می گردد. رنج عملکرد پلی آلومینیوم کلراید در PH مابین 5 الی 9 می باشد و مناسبترین رنج عملکرد آن، PH مابین 6.5 الی 7.6 (PH خنثی) می باشد. این ماده با ایجاد یون های هیدروکسیل و پلیمرهای آنیونی چند ظرفیتی باعث به وجود آمدن مولکول ها و ماکرو مولکول های غیر آلی الکتریکی در آب و در نتیجه انعقاد و لخته سازی ذرات معلق می گردد.

روش مصرف پلی آلومینیوم کلراید

جهت بهره مندی از نتایج بهتر استفاده از پلی آلومینیوم کلراید، می بایست آن را در آب سرد و با PH بالاتر (قلیایی تر) استفاده کرد و نباید آن را با مواد شیمیایی دیگر ترکیب نمود. پس از رقیق سازی باید مورد استفاده قرار داده شود و میزان مصرف آن مابین 1 الی 15 کیلوگرم در هر تن می باشد که میزان مصرف دقیق آن بسته به آنالیز و کاربری آن متغییر می باشد.

گریدها و انواع پلی آلومینیوم کلرایدها

پلی آلومینیوم کلرایدها با توجه به میزان و درجه بازی بودن آن ها، یعنی غلظت گروه های هیدروکسیل (OH) نسبت به یون های آلومینیوم که مابین 5 الی 65 درصد می باشد طبقه بندی می گردند. هر چه قدرت بازی بالاتر باشد، درصد پلیمر بیشتری در آن موجود می باشد و در پی آن بازدهی و دانسیته بار کاتیونی بالاتر می رود. محصولاتی که قدرت بازی بیشتر دارند، آلومینیوم کمتر اما عملکرد مناسب تری در شفاف سازی و حذف کدورات و ذرات معلق آب دارند. کمتر بودن میزان آلومینیوم همچنین به کاهش میزان آلومینیوم موجود در آب شستشو کمک و میزان باقی مانده این عنصر بهینه تر خواهد شد. پک جامد به صورت پودر یا کریستال است و با توجه به گریدهای تولیدی آن در دو رنگ سفید شیری تا زرد پررنگ به بازار عرضه می شود. پک مایع به رنگ زرد روشن تا زرد مایل به قرمز (بسته به نوع خوراکی و صنعتی بودن) تولید می شود.

1. پلی آلومینیوم کلراید یا پک گرید آب آشامیدنی (خوراکی)
2. پلی آلومینیوم کلراید یا پک گرید صنعتی (پساب صنعتی)
3. پلی آلومینیوم کلراید یا پک گرید فاضلابی (تصفیه فاضلاب)

مزایای استفاده از پلی آلومینیوم کلراید

• کاهش زمان ته نشینی
• افزایش طول عمر فیلتر کربن اکتیو
• تشکیل فلاک های بزرگ تر و پایدارتر
• هزینه لجن زدائی را کاهش می دهد.
• باعث کاهش کمتر در PH آب می شود.
• باعث افزایش قدرت در حذف کدورت می شود.
• کیفیت آب را به طور چشمگیری بهبود می دهد.
• حدودا باعث کاهش 30 درصدی لجن می شود.
• باعث کاهش بقایای آلومینیوم در آب تصفیه شده می شود.
• حتی در دمای کم، مصرف آن حتی در دمای پائین نیز کارائی دارد.
• کاهش زمان Back-Flushing فیلتر و نیاز به مصرف آب شستشوی کمتر
• به میزان 30 الی 60 درصد نسبت به آلومینیوم سولفات مصرف را کاهش می دهد.
• استفاده از مواد برای خنثی سازی، آب شستشوی فیلتر، آبگیری لجن، اکسیداسیون و میکروب زدائی را کاهش می دهد.

کاربردهای پلی آلومینیوم کلراید

• تصفیه آب استخر
• ایستگاه های برق منطقه ای و دیگ های بخار
• احیای زغال سنگ از پساب شستشوی زغال سنگ
• زلال سازی و تصفیه فاضلاب های بهداشتی و صنعتی
• زلال سازی و تصفیه آب و فاضلاب های حاوی فلوئور (Fluorine)
• بازگشت و تصفیه آب در کارخانجات کاشی، سرامیک و سنگبری
• زلال سازی آب صنعتی و آب در چرخش (Recycling Water) صنایع
• جداسازی نفت، روغن و فلزات سنگین در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
• زلال سازی و ته نشینی آب رودخانه ها، دریاچه ها و منابع آب زیرزمینی
• احیای کائولینی (Kaolin) از پساب شستشوی کارخانجات کاشی و سرامیک
• ساخت خمیر/سریش صنایع کاغذسازی، محصولات بهداشتی و دستمال کاغذی (صنایع سلولزی)
• تصفیه و زلال سازی فاضلاب در صنایع رنگرزی و چاپ، صنایع چرم سازی، صنایع نوشیدنی، صنایع فرآوری گوشت، صنایع ریخته گری، معدن، شستشوی زغال سنگ، داروسازی، ساخت کاغذ و صنایع سلولزی