Učinak primjene PAC-a u obradi vode termoelektrane

1. Prethodna obrada vode za nadopunu

Prirodna vodena tijela često sadrže blato, glinu, humus i druge suspendirane tvari i koloidne nečistoće te bakterije, gljivice, alge, viruse i druge mikroorganizme, koji imaju određenu stabilnost u vodi, što je glavni uzrok zamućenja, boje i mirisa vode. Ove prekomjerne organske tvari ulaze u ionski izmjenjivač, onečišćuju smolu, smanjuju kapacitet izmjene smole, pa čak i utječu na kvalitetu otpadnih voda iz sustava za odsoljavanje. Koagulacijska obrada, bistrenje taloženjem i filtracijska obrada imaju za cilj uklanjanje tih nečistoća, kako bi se sadržaj suspendiranih tvari u vodi smanjio na manje od 5 mg/L, odnosno dobila bistra voda. To se naziva predobrada vode. Nakon predobrade, voda se može koristiti kao kotlovska voda samo kada se otopljene soli u vodi uklone ionskom izmjenom, a otopljeni plinovi u vodi uklone zagrijavanjem, usisavanjem ili puhanjem. Ako se te nečistoće prvo ne uklone, naknadna obrada (odsoljavanje) ne može se provesti. Stoga je koagulacijska obrada vode važna karika u procesu obrade vode.

Postupak predobrade termoelektrane je sljedeći: sirova voda → koagulacija → taloženje i bistrenje → filtracija. Koagulanti koji se obično koriste u postupku koagulacije su polialuminijev klorid, poliželezni sulfat, aluminijev sulfat, željezni triklorid itd. U nastavku se uglavnom opisuje primjena polialuminijevog klorida.

Polialuminijev klorid, poznat kao PAC, temelji se na aluminijevom pepelu ili aluminijevim mineralima kao sirovinama. Na visokoj temperaturi i određenom tlaku reakcija s lužinama i aluminijem proizvodi polimer. Sirovine i proizvodni proces su različiti, a specifikacije proizvoda nisu iste. Molekularna formula PAC-a [Al2(OH)nCI6-n]m, gdje n može biti bilo koji cijeli broj između 1 i 5, a m je cijeli broj klastera 10. PAC dolazi u krutom i tekućem obliku.

2. Mehanizam koagulacije

Tri su glavna učinka koagulanata na koloidne čestice u vodi: električna neutralizacija, premošćivanje adsorpcije i pometanje. Koji je od ova tri učinka glavni ovisi o vrsti i dozi koagulanta, prirodi i sadržaju koloidnih čestica u vodi te pH vrijednosti vode. Mehanizam djelovanja polialuminijevog klorida sličan je mehanizmu djelovanja aluminijevog sulfata, a ponašanje aluminijevog sulfata u vodi odnosi se na proces stvaranja Al3+ različitih hidroliziranih vrsta.

Polialuminijev klorid može se smatrati raznim međuproduktima u procesu hidrolize i polimerizacije aluminijevog klorida u Al(OH)3 pod određenim uvjetima. Izravno je prisutan u vodi u obliku različitih polimernih vrsta i Al(OH)a(s), bez procesa hidrolize Al3+.

3. Primjena i utjecajni čimbenici

1. Temperatura vode

Temperatura vode ima očit utjecaj na učinak koagulacije. Kada je temperatura vode niska, hidroliza koagulanta je teža, posebno kada je temperatura vode niža od 5 ℃, brzina hidrolize je spora, a nastali flokulant ima rastresitu strukturu, visok sadržaj vode i fine čestice. Kada je temperatura vode niska, solvatacija koloidnih čestica je poboljšana, vrijeme flokulacije je dugo, a brzina sedimentacije je spora. Istraživanja pokazuju da je temperatura vode od 25~30 ℃ prikladnija.

2. pH vrijednost vode

Proces hidrolize polialuminijevog klorida je proces kontinuiranog oslobađanja H+. Stoga će se pod različitim pH uvjetima pojaviti različiti međuprodukti hidrolize, a najbolja pH vrijednost koagulacije polialuminijevog klorida je općenito između 6,5 i 7,5. Učinak koagulacije je u ovom trenutku veći.

3. Doziranje koagulanta

Kada je količina dodanog koagulanta nedovoljna, preostala mutnoća u ispuštenoj vodi je veća. Kada je količina prevelika, zbog toga što koloidne čestice u vodi adsorbiraju višak koagulanta, mijenja se nabojno svojstvo koloidnih čestica, što rezultira ponovnim povećanjem preostale mutnoće u efluentu. Proces koagulacije nije jednostavna kemijska reakcija, stoga se potrebna doza ne može odrediti izračunom, već se treba odrediti prema specifičnoj kvaliteti vode kako bi se odredila odgovarajuća doza; kada se kvaliteta vode mijenja sezonski, dozu treba prilagoditi u skladu s tim.

4. Kontaktni medij

U procesu koagulacije ili druge obrade taloženjem, ako u vodi postoji određena količina sloja blata, učinak koagulacije može se značajno poboljšati. Može osigurati veliku površinu, putem adsorpcije, katalize i kristalizacije jezgre, poboljšavajući učinak koagulacije.

Koagulacijska taloženja trenutno su široko korištena metoda za obradu vode. Polialuminijev klorid se u industriji koristi kao flokulant za obradu vode, s dobrim koagulacijskim učinkom, velikim flokulantima, manjim doziranjem, visokom učinkovitošću, brzim taloženjem, širokim rasponom primjene i drugim prednostima. U usporedbi s tradicionalnim flokulantima, doza se može smanjiti za 1/3 do 1/2, a troškovi se mogu uštedjeti do 40%. U kombinaciji s radom filtera bez ventila i filtera s aktivnim ugljenom, zamućenost sirove vode se znatno smanjuje, kvaliteta efluenta sustava za odsoljavanje se poboljšava, a kapacitet izmjene smole za odsoljavanje se također povećava, a operativni troškovi se smanjuju.