Anvendelseseffekt af PAC i vandbehandling af termiske kraftværker
1. Forbehandling af spædevand
Naturlige vandmasser indeholder ofte mudder, ler, humus og andet suspenderet stof samt kolloidale urenheder og bakterier, svampe, alger, vira og andre mikroorganismer. De har en vis stabilitet i vandet og er hovedårsagen til vandets turbiditet, farve og lugt. Disse overskydende organiske stoffer trænger ind i ionbytteren, forurener harpiksen, reducerer harpiksens udvekslingskapacitet og påvirker endda spildevandskvaliteten i afsaltningssystemet. Koagulationsbehandling, bundfældningsklaring og filtrering har som hovedformål at fjerne disse urenheder, så indholdet af suspenderet stof i vandet reduceres til mindre end 5 mg/L, det vil sige at få klaret vand. Dette kaldes vandforbehandling. Efter forbehandling kan vandet kun bruges som kedelvand, når de opløste salte i vandet fjernes ved ionbytning, og de opløste gasser i vandet fjernes ved opvarmning, støvsugning eller blæsning. Hvis disse urenheder ikke fjernes først, kan efterfølgende behandling (afsaltning) ikke udføres. Derfor er koagulationsbehandling af vand et vigtigt led i vandbehandlingsprocessen.
Forbehandlingsprocessen i et termisk kraftværk er som følger: råvand → koagulering → udfældning og klaring → filtrering. De koaguleringsmidler, der almindeligvis anvendes i koaguleringsproceduren, er polyaluminiumchlorid, polyferrisulfat, aluminiumsulfat, jerntrichlorid osv. Det følgende introducerer hovedsageligt anvendelsen af polyaluminiumchlorid.
Polyaluminiumchlorid, også kendt som PAC, er baseret på aluminiumaske eller aluminiummineraler som råmateriale. Ved høj temperatur og et vist tryk reagerer alkali og aluminium med en polymer. Råmaterialer og produktionsprocesser er forskellige, og produktspecifikationerne er ikke de samme. Molekylformlen for PAC er [Al2(OH)nCI6-n]m, hvor n kan være et hvilket som helst heltal mellem 1 og 5, og m er heltallet i klyngen 10. PAC findes i både fast og flydende form.
2. Koagulationsmekanisme
Der er tre hovedeffekter af koagulanter på kolloidale partikler i vand: elektrisk neutralisering, adsorptionsbrodannelse og fejning. Hvilken af disse tre effekter der er den primære afhænger af typen og doseringen af koagulant, arten og indholdet af kolloidale partikler i vand og vandets pH-værdi. Virkningsmekanismen for polyaluminiumchlorid ligner aluminiumsulfats, og aluminiumsulfats opførsel i vand refererer til processen med Al3+, der producerer forskellige hydrolyserede arter.
Polyaluminiumchlorid kan betragtes som forskellige mellemprodukter i hydrolyse- og polymerisationsprocessen af aluminiumchlorid til Al(OH)3 under visse betingelser. Det er direkte til stede i vand i form af forskellige polymere forbindelser og A1(OH)a(s) uden hydrolyseprocessen af Al3+.
3. Anvendelse og påvirkningsfaktorer
1. Vandtemperatur
Vandtemperaturen har en tydelig indflydelse på koagulationsbehandlingens effekt. Når vandtemperaturen er lav, er hydrolysen af koagulanten vanskeligere, især når vandtemperaturen er lavere end 5 ℃, hydrolysehastigheden er langsom, og det dannede flokkuleringsmiddel har en løs struktur, et højt vandindhold og fine partikler. Når vandtemperaturen er lav, forbedres opløsningen af kolloidale partikler, flokkuleringstiden er lang, og sedimentationshastigheden er langsom. Forskning viser, at en vandtemperatur på 25~30 ℃ er mere passende.
2. Vandets pH-værdi
Hydrolyseprocessen af polyaluminiumchlorid er en proces med kontinuerlig frigivelse af H+. Derfor vil der under forskellige pH-forhold være forskellige hydrolysemellemprodukter, og den bedste pH-værdi for polyaluminiumchlorid-koagulationsbehandling er generelt mellem 6,5 og 7,5. Koagulationseffekten er højere på dette tidspunkt.
3. Dosering af koagulant
Når mængden af tilsat koagulant er utilstrækkelig, er den resterende turbiditet i udløbsvandet større. Når mængden er for stor, ændres ladningsegenskaberne af de kolloidale partikler, fordi de kolloidale partikler i vandet adsorberer overskydende koagulant, hvilket resulterer i, at den resterende turbiditet i spildevandet øges igen. Koagulationsprocessen er ikke en simpel kemisk reaktion, så den nødvendige dosis kan ikke bestemmes ud fra beregningen, men bør bestemmes i henhold til den specifikke vandkvalitet for at bestemme den passende dosis. Når vandkvaliteten ændrer sig sæsonmæssigt, bør doseringen justeres i overensstemmelse hermed.
4. Kontaktmedium
Under koagulationsbehandling eller anden udfældningsbehandling kan effekten af koagulationsbehandlingen forbedres betydeligt, hvis der er en vis mængde mudderlag i vandet. Det kan give et stort overfladeareal gennem adsorption, katalyse og krystallisation af kernen, hvilket forbedrer effekten af koagulationsbehandlingen.
Koagulationsudfældning er i øjeblikket en udbredt metode til vandbehandling. Polyaluminiumchlorid i industrien anvendes som flokkuleringsmiddel til vandbehandling med god koaguleringsmiddelydelse, stor flokkulering, lav dosering, høj effektivitet, hurtig udfældning, bredt anvendelsesområde og andre fordele. Sammenlignet med den traditionelle flokkuleringsmiddeldosering kan den reduceres med 1/3~1/2, hvilket kan spare omkostningerne med 40%. Kombineret med driften af ventilløse filtre og aktivt kulfilter reduceres råvandets turbiditet kraftigt, spildevandskvaliteten i afsaltningssystemet forbedres, og udvekslingskapaciteten af afsaltningsharpiksen øges også, og driftsomkostningerne reduceres.