Polyaluminiumchloride (vaak afgekort tot PAC ) is een veelgebruikt anorganisch stollingsmiddel in drinkwater- en afvalwaterzuivering. Als je vraagt “ wat is polyaluminiumchloride ”, is het meest praktische antwoord dat het een voorgehydrolyseerd coagulatiemiddel op aluminiumbasis ontworpen om fijne deeltjes en natuurlijk organisch materiaal te destabiliseren, zodat ze kunnen worden verwijderd door sedimentatie, flotatie en filtratie.
Wat polyaluminiumchloride is en waarom het eners is dan aluin
Polyaluminiumchloride is een familie van polymere aluminiumzouten geproduceerd door het gedeeltelijk neutraliseren van aluminiumchloride. In tegenstelling tot aluin (aluminiumsulfaat) is PAC al gedeeltelijk gehydrolyseerd, wat betekent dat het een verdeling van aluminiumsoorten (inclusief gepolymeriseerde vormen) bevat die effectiever zijn in het vormen van sterke vlokken over een breder werkingsvenster.
Belangrijke praktische implicatie
Omdat PAC vooraf wordt gehydrolyseerd, verbruikt het doorgaans minder alkaliteit dan aluin voor hetzelfde coagulatieniveau. In veel planten vertaalt dit zich in een stabielere pH-regeling en een verminderde behoefte aan toevoeging van alkaliteit wanneer de alkaliteit van ruw water laag is.
- Aluin: eenvoudigere chemie, maar vaak een smaller optimaal pH-bereik en een hogere vraag naar alkaliteit.
- PAC: sterkere ladingsneutralisatie en vlokvorming bij lagere doses in veel water, vooral koude of weinig troebelheid.
Hoe PAC werkt bij waterbehandeling
PAC verwijdert troebelheid en kleur door negatief geladen colloïden en opgeloste organische stoffen te destabiliseren, waardoor ze zich kunnen aggregeren tot vlokken die kunnen worden gescheiden. In praktische operaties worden de PAC-prestaties meestal verklaard via drie overlappende mechanismen.
Mechanismen die er operationeel toe doen
- Ladingsneutralisatie: Aluminiumsoorten neutraliseren de oppervlaktelading van deeltjes, waardoor de afstoting wordt verminderd, zodat deeltjes kunnen botsen en blijven plakken.
- Adsorptie en overbrugging: polymere soorten adsorberen op deeltjes en verbinden ze tot grotere aggregaten.
- Veegvlokken (bij hogere doses): Aluminiumhydroxideprecipitaten kunnen fijne vaste stoffen en sommige organische stoffen verstrikken.
Een algemeen operationeel voordeel is de verbeterde vloksterkte: onder vergelijkbare meng- en hydraulische omstandigheden zijn PAC-gegenereerde vlokken vaak beter bestand tegen afschuiving dan aluinvlokken, wat de klaringsstabiliteit en de filterlooptijd kan verbeteren.
Typische vormen, kwaliteiten en specificaties die u zult zien
PAC wordt verkocht in vloeibare en poedervorm. Productlabels specificeren meestal het aluminiumgehalte (vaak uitgedrukt als Al 2 O 3 ), basiciteit (een maatstaf voor pre-neutralisatie), dichtheid (voor vloeistoffen) en onzuiverheidsgrenzen die relevant zijn voor drinkwater- of industriële lozingsvereisten. Waarden variëren per fabrikant, maar de onderstaande bereiken komen vaak voor bij inkoop en operaties.
| Parameter | Vloeibare PAC (typisch) | Poeder-PAC (typisch) | Waarom het ertoe doet |
|---|---|---|---|
| Aluminiumgehalte (zoals Al 2 O 3 ) | 10–18% | 28–30% | Stelt dosisberekeningen en kosten per behandeld volume in. |
| Basiciteit | 40-70% | 50-80% | Een hogere basiciteit betekent vaak een lager alkaliteitsverbruik en verbeterde koudwaterprestaties. |
| pH-waarde (product) | ~ 2–4 | N.v.t. (vast) | Corrosiviteit, compatibiliteit en planning van respons op lekkages. |
| Onoplosbare stoffen | Laag (door leverancier gedefinieerd) | Laag (door leverancier gedefinieerd) | Hoge onoplosbare stoffen kunnen de injectiepunten vervuilen en de dosisrespons vertekenen. |
| Onzuiverheidslimieten voor drinkwaterkwaliteit | Gespecificeerd op CoA | Gespecificeerd op CoA | Van cruciaal belang voor de naleving van de drinkwatervoorschriften en de bescherming van de volksgezondheid. |
Controleer voor drinkwater of het specifieke PAC-product is goedgekeurd voor drinkbaar gebruik onder uw rechtsgebied en of uw leverancier een actueel analysecertificaat (CoA) verstrekt waarop de onzuiverheidslimieten staan die geschikt zijn voor menselijke consumptie.
Waar PAC het nuttigst is
Polyaluminiumchloride wordt in de eerste plaats geselecteerd wanneer exploitanten een robuuste verwijdering van troebelheid, verbeterde vlokvorming of betere prestaties onder variabele ruwwateromstandigheden nodig hebben. Het wordt gebruikt in zowel gemeentelijke als industriële systemen.
Gebruiksscenario's met hoge waarde
- Drinkwaterverduidelijking: troebelheid en kleurreductie voorafgaand aan filtratie, vaak met stabielere prestaties in koudere seizoenen.
- Oppervlaktewater met natuurlijke organische stof: ondersteunt de verwijdering van enkele opgeloste organische stoffen die de voorlopers van kleur- en desinfectiebijproducten veroorzaken.
- Voorbehandeling van industrieel afvalwater: scheiding van vaste stoffen voorafgaand aan DAF-, bezinkings- of membraansystemen.
- Ondersteuning voor co-precipitatie van fosfor: kan biologische systemen aanvullen door de opvang van vaste stoffen te verbeteren (locatiespecifieke resultaten zijn afhankelijk van chemie en vergunningen).
Als uitgangspunt voor veel wateren vallen PAC-doses vaak in de 10–50 mg/l bereik (als product), maar zeer troebele gebeurtenissen, ongebruikelijke alkaliteit en hoge organische stoffen kunnen de optimale doses hoger brengen. Valideer altijd met jar-testen.
Hoe u een PAC-dosis in de praktijk kunt instellen en optimaliseren
De meest verdedigbare manier om de PAC-dosis te bepalen is een pottest die is gekoppeld aan meetbare resultaten (geregelde troebelheid, gefilterde troebelheid, UV254, kleur of stroomafwaarts filterdrukverlies). Omdat PAC-producten qua basiciteit en aluminiumgehalte variëren, moet de dosisoptimalisatie worden uitgedrukt in zowel “mg/L als product” als “mg/L als Al 2 O 3 ” voor consistente vergelijkingen.
Een praktische jar-testworkflow
- Bepaal uw doel: bijvoorbeeld <0,3 NTU gefilterde troebelheid of een gespecificeerde kleur/UV254-reductie.
- Test ten minste 5 doses van laag tot hoog (bijvoorbeeld 5, 10, 20, 35, 50 mg/l als product).
- Blijf consistent mengen: snel mengen voor dispersie, daarna gecontroleerde uitvlokking om de vlokgrootte en sterkte te observeren.
- Registreer de pH voor en na coagulatie; als de pH afwijkt, voer dan parallelle tests uit met aanpassing van de alkaliteit.
- Evalueer bezonken water en simuleer, indien mogelijk, filtratie (papieren filter of tafelfilter) om de dosis te identificeren die de troebelheid minimaliseert en de filtreerbaarheid verbetert.
Een veel voorkomend optimalisatiepatroon is dat de helderheid tot op zekere hoogte snel verbetert en vervolgens afneemt. De operationele “beste dosis” is vaak de laagste dosis die consistent aan de doelstellingen voldoet, terwijl de filterlooptijd behouden blijft en de chemische kosten worden geminimaliseerd.
Operationele gevolgen: pH, alkaliteit, slib en filters
PAC heeft meer invloed dan alleen het verwijderen van troebelheid. De dagelijkse prestaties van de installatie zijn afhankelijk van hoe PAC de pH verandert, hoeveel slib er wordt geproduceerd en of de stroomafwaartse filtratie stabiel blijft.
pH en alkaliteit
Veel systemen vinden dat PAC werkbaar is binnen een pH-venster van ongeveer 5,5–9,0 , maar het echte optimale is waterspecifiek. Als de alkaliteit van uw ruw water laag is, kan PAC nog steeds de pH verlagen; het verschil is dat het dit vaak minder agressief doet dan aluin bij gelijkwaardige prestaties, vooral bij hogere basiciteitsgraden.
Slibvolume en ontwatering
Afhankelijk van het bronwater en de dosis melden sommige faciliteiten een verminderd slibvolume in vergelijking met aluin, omdat effectieve coagulatie kan worden bereikt bij een lagere massatoevoeging. Praktisch gezien is het redelijk om te behandelen 10–30% slibreductie als een hypothese die gevalideerd moet worden tijdens een gecontroleerde proef, in plaats van een gegarandeerde uitkomst.
Filterprestaties
- Als de vlokken te klein zijn (onderdosering of slechte menging), kan de troebelheid door bezinkers en laadfilters dringen, waardoor de runs korter worden.
- Bij overdosering kan de lading worden omgekeerd en kan de helderheid verslechteren; dit is vaak zichtbaar als “pin floc” en verhoogde troebelheid van het effluent.
- Meestal wordt het beste werkingspunt weergegeven snelle afwikkeling , veerkrachtige vlok en stabiele gefilterde troebelheid met beheersbaar drukverlies.
Essentiële hantering, opslag en veiligheid
Vloeibare PAC is over het algemeen zuur en kan bijtend zijn voor incompatibele metalen. Veilig en betrouwbaar gebruik vereist de juiste materiaalkeuze, secundaire insluiting en duidelijke operationele procedures voor overbrengen en morsen.
Praktische controlelijst
- Gebruik chemicaliënbestendige tanks en leidingen die geschikt zijn voor zure aluminiumzouten (bevestig compatibiliteit met het product-VIB en de richtlijnen van de leverancier).
- Zorg voor een secundaire insluiting die geschikt is voor geloofwaardige lekkagescenario's en bescherm tegen bevriezing of overmatige hitte, volgens de aanbevelingen van de leverancier.
- Vermijd het mengen van PAC met incompatibele chemicaliën in gedeelde leidingen of slecht gespoelde spruitstukken; onbedoelde reacties kunnen neerslag en verstopping veroorzaken.
- Train operators over spatbescherming en eerstehulpstappen voor zure oplossingen; volg het veiligheidsinformatieblad (SDS).
Als u overstapt van aluin- of ijzerzouten, plan dan een gefaseerde overgang: herkalibreer de doseerpompen, controleer de menging van het voedingspunt en valideer de kwaliteit van het behandelde water onder zowel gemiddelde als ongunstige omstandigheden van ruw water.
Hoe u een PAC-product kiest en veel voorkomende storingsmodi vermijdt
“PAC” is in de praktijk niet één uniforme chemische stof; producten verschillen qua basiciteit, aluminiumconcentratie en controles op onzuiverheden. De selectie moet worden bepaald door uw behandeldoelstelling en operationele beperkingen, en niet alleen door de geleverde prijs.
Inkoop- en inbedrijfstellingscontroles
- Bevestig de productkwaliteit (drinkbaar vs. industrieel) en vereist een actueel CoA waaruit het aluminiumgehalte en de relevante onzuiverheden blijkt.
- Standaardiseer dosisrapportage: bijhouden mg/l als product and mg/l als Al 2 O 3 om leveranciers eerlijk te vergelijken.
- Controleer of het voedingspunt onmiddellijke dispersie (snelle menging) biedt vóór uitvlokking; slechte spreiding is een vaak voorkomende oorzaak van zwakke prestaties.
- Voer jar-tests naast elkaar uit wanneer u van product wisselt; zelfs met hetzelfde ‘PAC’-label kunnen de optimale doses aanzienlijk veranderen.
Problemen met signalen en oplossingen oplossen
- Stijgende troebelheid van het effluent na dosisverhoging: vermoeden van overdosering/omkering van de lading; verlaag de dosis en bevestig met pottesten.
- Speldvlokken en slechte bezinking: controleer de intensiteit van de snelle menging en de plaatsing van de injectieschacht; verbeter de dispersie voordat u de chemie verandert.
- Onverwachte pH-daling: bevestig de alkaliteit en overweeg PAC met een hogere basiciteit of gecontroleerde toevoeging van alkaliteit.
- Verstopping van de leidingen of witte aanslag: controleer op incompatibele chemische menging, stagnerende dead-legs of onvoldoende spoelprotocollen.
De meest betrouwbare operationele afhaalmogelijkheid is simpel: PAC werkt het beste wanneer dosiscontrole, menging en monitoring als één systeem worden behandeld . Het optimaliseren van alleen de chemische dosis zonder de dispersie, flocculatie-energie of pH-/alkaliteitsbeperkingen te fixeren, zal doorgaans de prestaties beperken.
