Hiệu quả ứng dụng của PAC trong xử lý nước tại nhà máy nhiệt điện

1. Xử lý sơ bộ nước bổ sung

Các nguồn nước tự nhiên thường chứa bùn, đất sét, mùn và các chất lơ lửng khác, các tạp chất dạng keo, vi khuẩn, nấm, tảo, vi rút và các vi sinh vật khác. Chúng có độ ổn định nhất định trong nước, là nguyên nhân chính gây ra độ đục, màu sắc và mùi hôi của nước. Lượng chất hữu cơ dư thừa này xâm nhập vào bộ trao đổi ion, làm ô nhiễm nhựa trao đổi ion, làm giảm khả năng trao đổi của nhựa, thậm chí ảnh hưởng đến chất lượng nước thải của hệ thống khử muối. Xử lý bằng phương pháp keo tụ, lắng và lọc nhằm mục đích chính là loại bỏ các tạp chất này, sao cho hàm lượng chất lơ lửng trong nước giảm xuống dưới 5mg/L, tức là thu được nước trong. Đây được gọi là tiền xử lý nước. Sau khi tiền xử lý, nước chỉ có thể được sử dụng làm nước nồi hơi khi các muối hòa tan trong nước được loại bỏ bằng phương pháp trao đổi ion và các khí hòa tan trong nước được loại bỏ bằng cách gia nhiệt, hút chân không hoặc thổi khí. Nếu các tạp chất này không được loại bỏ trước, quá trình xử lý tiếp theo (khử muối) không thể được thực hiện. Do đó, xử lý keo tụ nước là một khâu quan trọng trong quá trình xử lý nước.

Quy trình tiền xử lý nước thải của nhà máy nhiệt điện như sau: nước thô → keo tụ → kết tủa và làm sạch → lọc. Các chất keo tụ thường được sử dụng trong quy trình keo tụ là polyaluminum chloride, polyferric sulfate, aluminum sulfate, ferric trichloride, v.v. Phần sau chủ yếu giới thiệu ứng dụng của polyaluminum chloride.

Polyaluminum chloride, viết tắt là PAC, được sản xuất từ ​​tro nhôm hoặc khoáng chất nhôm ở nhiệt độ cao và áp suất nhất định, với phản ứng giữa kiềm và nhôm tạo ra polyme. Do nguyên liệu và quy trình sản xuất khác nhau nên thông số kỹ thuật sản phẩm cũng khác nhau. Công thức phân tử của PAC là [Al2(OH)nCI6-n]m, trong đó n là bất kỳ số nguyên nào từ 1 đến 5, và m là số nguyên của nhóm 10. PAC tồn tại ở cả dạng rắn và lỏng.

2. Cơ chế đông máu

Chất keo tụ có ba tác dụng chính lên các hạt keo trong nước: trung hòa điện tích, tạo cầu nối hấp phụ và cuốn trôi. Tác dụng nào là chính phụ thuộc vào loại và liều lượng chất keo tụ, bản chất và hàm lượng các hạt keo trong nước, và giá trị pH của nước. Cơ chế hoạt động của polyaluminum chloride tương tự như nhôm sulfat, và hành vi của nhôm sulfat trong nước đề cập đến quá trình Al3+ tạo ra các dạng thủy phân khác nhau.

Polyaluminum chloride có thể được coi là các sản phẩm trung gian khác nhau trong quá trình thủy phân và trùng hợp nhôm clorua thành Al(OH)3 trong một số điều kiện nhất định. Nó tồn tại trực tiếp trong nước dưới dạng các loại polyme khác nhau và Al(OH)a(s), mà không cần quá trình thủy phân Al3+.

3. Ứng dụng và các yếu tố ảnh hưởng

1. Nhiệt độ nước

Nhiệt độ nước có ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu quả xử lý keo tụ. Khi nhiệt độ nước thấp, quá trình thủy phân chất keo tụ khó khăn hơn, đặc biệt khi nhiệt độ nước thấp hơn 5℃, tốc độ thủy phân chậm, và chất keo tụ tạo thành có cấu trúc lỏng lẻo, hàm lượng nước cao và các hạt nhỏ. Khi nhiệt độ nước thấp, quá trình hòa tan các hạt keo được tăng cường, thời gian keo tụ kéo dài và tốc độ lắng chậm. Nghiên cứu cho thấy nhiệt độ nước từ 25~30℃ là phù hợp hơn.

2. Độ pH của nước

Quá trình thủy phân polyaluminum chloride là một quá trình giải phóng liên tục ion H+. Do đó, dưới các điều kiện pH khác nhau, sẽ có các chất trung gian thủy phân khác nhau, và giá trị pH tối ưu cho quá trình keo tụ polyaluminum chloride thường nằm trong khoảng từ 6,5 đến 7,5. Hiệu quả keo tụ cao hơn ở thời điểm này.

3. Liều lượng chất chống đông máu

Khi lượng chất keo tụ thêm vào không đủ, độ đục còn lại trong nước thải sẽ lớn hơn. Khi lượng quá nhiều, do các hạt keo trong nước hấp thụ quá nhiều chất keo tụ, tính chất điện tích của các hạt keo thay đổi, dẫn đến độ đục còn lại trong nước thải tăng lên. Quá trình keo tụ không phải là một phản ứng hóa học đơn giản, vì vậy liều lượng cần thiết không thể được xác định theo tính toán mà phải được xác định theo chất lượng nước cụ thể để xác định liều lượng thích hợp; Khi chất lượng nước thay đổi theo mùa, liều lượng cần được điều chỉnh cho phù hợp.

4. Phương tiện liên lạc

Trong quá trình xử lý keo tụ hoặc các phương pháp xử lý kết tủa khác, nếu trong nước có một lượng bùn nhất định, hiệu quả xử lý keo tụ có thể được cải thiện đáng kể. Bùn có thể cung cấp diện tích bề mặt lớn, thông qua quá trình hấp phụ, xúc tác và kết tinh, giúp nâng cao hiệu quả xử lý keo tụ.

Kết tủa keo tụ là một phương pháp xử lý nước được sử dụng rộng rãi hiện nay. Công nghiệp polyaluminum chloride được sử dụng làm chất keo tụ trong xử lý nước, với hiệu suất keo tụ tốt, kích thước bông lớn, liều lượng thấp, hiệu quả cao, kết tủa nhanh, phạm vi ứng dụng rộng và nhiều ưu điểm khác, so với chất keo tụ truyền thống, liều lượng có thể giảm từ 1/3 đến 1/2, chi phí có thể tiết kiệm đến 40%. Kết hợp với hoạt động của bộ lọc không van và bộ lọc than hoạt tính, độ đục của nước thô được giảm đáng kể, chất lượng nước thải của hệ thống khử muối được cải thiện, khả năng trao đổi của nhựa khử muối cũng được tăng lên và chi phí vận hành được giảm xuống.