Ефект от приложението на PAC при пречистване на вода в топлоелектрическа централа

1. Предварителна обработка на добавъчна вода

Естествените водни басейни често съдържат кал, глина, хумус и други суспендирани вещества и колоидни примеси, както и бактерии, гъбички, водорасли, вируси и други микроорганизми, които имат известна стабилност във водата и са основната причина за мътност, цвят и мирис на водата. Тези излишни органични вещества навлизат в йонообменника, замърсяват смолата, намаляват обменния капацитет на смолата и дори влияят върху качеството на отпадъчните води от системата за обезсоляване. Коагулационната обработка, пречистването чрез утаяване и филтрационната обработка са основната цел на отстраняването на тези примеси, така че съдържанието на суспендирани вещества във водата да се намали до по-малко от 5 mg/L, т.е. да се получи пречистена вода. Това се нарича предварителна обработка на водата. След предварителна обработка водата може да се използва като котелна вода само когато разтворените соли във водата се отстранят чрез йонен обмен, а разтворените газове се отстранят чрез нагряване, вакуумиране или продухване. Ако тези примеси не се отстранят първо, не може да се извърши последваща обработка (обезсоляване). Следователно, коагулационната обработка на водата е важно звено в процеса на пречистване на водата.

Процесът на предварителна обработка на топлоелектрическите централи е следният: сурова вода → коагулация → утаяване и избистряне → филтрация. Коагулантите, които обикновено се използват в процедурата на коагулация, са полиалуминиев хлорид, полиферисулфат, алуминиев сулфат, железен трихлорид и др. По-долу е представено основно приложението на полиалуминиев хлорид.

Полиалуминиевият хлорид, наричан PAC, се основава на алуминиева пепел или алуминиеви минерали като суровини. При висока температура и определено налягане, реакцията с алкали и алуминий произвежда полимер. Суровините и производственият процес са различни, а спецификациите на продукта не са едни и същи. Молекулната формула на PAC е [Al2(OH)nCI6-n]m, където n може да бъде всяко цяло число между 1 и 5, а m е цялото число на клъстер 10. PAC се предлага както в твърда, така и в течна форма.

2. Механизъм на коагулация

Коагулантите оказват три основни ефекта върху колоидните частици във водата: електрическа неутрализация, адсорбционно премостване и преместване. Кой от тези три ефекта е основният, зависи от вида и дозата на коагуланта, естеството и съдържанието на колоидните частици във водата и pH стойността на водата. Механизмът на действие на полиалуминиевия хлорид е подобен на този на алуминиевия сулфат, а поведението на алуминиевия сулфат във вода се отнася до процеса на производство на Al3+ с различни хидролизирани съединения.

Полиалуминиевият хлорид може да се разглежда като различни междинни продукти в процеса на хидролиза и полимеризация на алуминиев хлорид в Al(OH)3 при определени условия. Той присъства директно във вода под формата на различни полимерни видове и Al(OH)a(s), без процеса на хидролиза на Al3+.

3. Приложение и влияещи фактори

1. Температура на водата

Температурата на водата има очевидно влияние върху ефекта на коагулационната обработка. Когато температурата на водата е ниска, хидролизата на коагуланта е по-трудна, особено когато температурата на водата е по-ниска от 5℃, скоростта на хидролиза е бавна и образуваният флокулант има рохкава структура, високо съдържание на вода и фини частици. Когато температурата на водата е ниска, разтварянето на колоидните частици се ускорява, времето за флокулация е по-дълго и скоростта на утаяване е бавна. Изследванията показват, че температурата на водата от 25~30℃ е по-подходяща.

2. pH стойност на водата

Процесът на хидролиза на полиалуминиев хлорид е процес на непрекъснато освобождаване на H+. Следователно, при различни pH условия ще има различни междинни продукти на хидролизата, а най-добрата pH стойност за коагулационна обработка с полиалуминиев хлорид обикновено е между 6,5 и 7,5. Коагулационният ефект е по-висок в този момент.

3. Дозировка на коагуланта

Когато количеството добавен коагулант е недостатъчно, оставащата мътност в оттичащата се вода е по-голяма. Когато количеството е твърде голямо, тъй като колоидните частици във водата адсорбират излишния коагулант, зарядните свойства на колоидните частици се променят, което води до повторно увеличаване на остатъчната мътност в отпадъчните води. Процесът на коагулация не е проста химическа реакция, така че необходимата доза не може да се определи чрез изчисление, а трябва да се определи според специфичното качество на водата, за да се определи подходящата доза. Когато качеството на водата се променя сезонно, дозата трябва да се коригира съответно.

4. Контактна среда

В процеса на коагулация или друга утаяваща обработка, ако във водата има определено количество кален слой, ефектът от коагулацията може да бъде значително подобрен. Тя може да осигури голяма повърхност чрез адсорбция, катализа и кристализационно ядро, подобрявайки ефекта на коагулацията.

Коагулационното утаяване е широко използван метод за пречистване на вода в момента. Полиалуминиевият хлорид се използва в промишлеността като флокулант за пречистване на вода, с добри коагулантни характеристики, големи флокуланти, по-малка доза, висока ефективност, бързо утаяване, широк обхват на приложение и други предимства. В сравнение с традиционния флокулант, дозата може да се намали с 1/3~1/2, а разходите могат да се спестят с 40%. В комбинация с работата на безклапанен филтър и филтър с активен въглен, мътността на суровата вода се намалява значително, качеството на отпадъчните води от обезсоляващата система се подобрява, обменният капацитет на обезсоляващата смола също се увеличава, а оперативните разходи се намаляват.