1. סיווג חומרי גלם
שיטת אלומיניום הידרוקסיד: מיוצר מאלומיניום הידרוקסיד וחומצה הידרוכלורית. בעל טוהר גבוה ותכולת מתכת כבדה נמוכה, מתאים לטיפול במי שתייה.
שיטת בוקסיט: מיוצר מבוקסיט וחומצה הידרוכלורית. יש לו עלות נמוכה עם כמות קטנה של זיהומים, והוא ישים לטיפול בשפכים תעשייתיים.
שיטת אבקת סידן אלומינאט: מופק מאבקת סידן אלומינאט וחומצה הידרוכלורית. הוא מתהדר בבסיסיות גבוהה ובעלות מתונה, ומשמש לטיפול בביוב ובמי שתייה.
2. תהליכי ייצור ליבה
שיטת-שלב אחד (שיטת פירוק אלקלי)
ראשית, אבקת אלומיניום הידרוקסיד עוברת פירוק חומצה-בטמפרטורה גבוהה עם חומצה הידרוכלורית בקומקום תגובה. לאחר מכן מתבצעות תגובות פילמור וריפוי ליצירת PAC נוזלי. לבסוף, המוצר המוצק המוגמר מתקבל באמצעות ייבוש (ייבוש רולר/ספריי), ריסוק ואריזה.
שיטת דו-שלבים (פירוק חומצה + ניטרול)
ראשית, בוקסיט או אלומיניום הידרוקסיד מגיבים עם חומצה הידרוכלורית באמצעות פירוק חומצה להכנת תמיסת אלומיניום כלוריד. שנית, אבקת סידן אלומינאט או סיד מתווספת כדי להתאים את הבסיסיות וליזום תגובת פילמור. לבסוף, PAC מוצק מיוצר באמצעות סינון בלחץ להסרת זיהומים, ריכוז וייבוש.
3. השוואה בין תהליכי ייבוש
ייבוש רולר: עלות נמוכה עם תכולת חומרים בלתי מסיסים במים- גבוהה, המיושמת לטיפול בשפכים תעשייתיים.
סינון צלחת ומסגרת + ייבוש רולר: טוהר בינוני, מתאים לטיפול עירוני בשפכים.
ייבוש בהתזה: טוהר גבוה (Al₂O₃ גדול או שווה ל-30%) וקצב פירוק מהיר, בשימוש מיוחד לטיפול במי שתייה.
III. פונקציות של PAC בטיפול במים
1. מנגנוני ליבה
נטרול מטען: PAC מבצע הידרוליזה כדי לייצר קטיונים ערכיים- גבוהים, המנטרלים את המטענים השליליים על פני השטח של קולואידי מים (כגון חימר וחומרים אורגניים), ומערערים ומצברים זיהומים מרחפים.
ספיחה וגישור: קבוצות ההידרוקסיל בשרשרות המולקולריות הגבוהות- של PAC יכולות לספוג קבוצות זעירות ולגשר אותן לקבוצות גדולות וצפופות (פרחי אלום).
סוחף ומלכוד: משקע האלומיניום הידרוקסיד שנוצר על ידי הידרוליזה של PAC יכול לטאטא וללכוד חלקיקים עדינים במים כדי להאיץ שיקוע.
2. פונקציות עיקריות
עכירות והסרת SS: זה יכול להסיר ביעילות מוצקים מרחפים וחומרים קולואידים במים, עם שיעור הסרת עכירות של מעל 90%.
סילוק זרחן: יוני אלומיניום מגיבים עם רדיקלי פוספט במים ליצירת משקעים בלתי מסיסים, משיגים שיעור סילוק זרחן כולל של יותר מ-80% ועומדים בתקן הפריקה Class A.
דה-צבע והפחתת COD: זה יכול לספוג מולקולות צבע ומזהמים אורגניים במים, ובכך להפחית ביעילות את כרומת המים ואת דרישת החמצן הכימית (COD).
הסרת מתכות כבדות: יש לו השפעת ספיחה טובה על יוני מתכות כבדות כמו עופרת וקדמיום במים, ומפחית את הרעילות של מי קולחין.
הסרת אצות ועיקור: זה יכול להרוס מבני תאי אצות, לעכב את צמיחת פריחת המים ולשפר את גופי המים השחורים והריחניים.
3. יתרונות היישום
טווח הסתגלות pH רחב: זה יעיל בטווח pH של 5-9, עדיף על אלומיניום סולפט אשר ישים רק ל-pH 6-8.
יעילות גבוהה בטמפרטורה נמוכה: הוא שומר על ביצועי טיפול יציבים עבור מים בטמפרטורה-נמוכה וב-עכירות נמוכה, מתאים לשימוש באזורים צפוניים בחורף.
מינון נמוך ועלות נמוכה: המינון הנדרש הוא רק 1/3 עד 1/2 מזה של אלומיניום גופרתי, עם פחות ייצור בוצה ועלות תפעול כוללת נמוכה יותר.
שאריות אלומיניום נמוכות: המבנה המולקולרי הגבוה-המיוחד שלו מפחית את המסת יוני אלומיניום חופשיים, בהתאם לתקן הלאומי של מי השתייה GB 5749-2022.
4. תרחישי יישום טיפוסיים
מֵי שְׁתִייָה: משמש לקרישה ושקיעה בצמחי מים להסרת עכירות מים, אצות ומזהמים אורגניים.
ביוב עירוני: מיושם על הסרת זרחן מתקדמת והפחתת צבע של שפכים משניים כדי להבטיח פריקה-עד- סטנדרטית.
שפכים תעשייתיים: מתאים לטיפול בשפכי-עכירות גבוהה ובשפכי COD-גבוהים מתעשיות הדפסה וצביעה, ייצור נייר, תעשייה כימית, שטיפת פחם ותעשיות אחרות.
מי נוף ומי נהר: משמש להסרת אצות חירום והפחתת עכירות לשיפור גופי מים שחורים וריחניים.
IV. תַקצִיר
פולימרי אלומיניום כלוריד (PAC) מיוצר עם חומרי גלם כגון בוקסיט ואלומיניום הידרוקסיד באמצעות פירוק חומצה, פילמור ותהליכי ייבוש. בהסתמך על שלושת מנגנוני הליבה של נטרול מטען, גישור ספיחה וסחיפת ולכידה, הוא יכול להסיר ביעילות מוצקים מרחפים, קולואידים, זרחן, מתכות כבדות ואצות מהמים. כיום זהו חומר הקרישה הפולימרי האנא-אורגני הנפוץ ביותר בתעשיית הטיפול במים.
