پلی‌آلومینیوم کلرید (PAC) یک منعقد کننده است که به طور گسترده در تصفیه فاضلاب و آب آشامیدنی استفاده می‌شود. اپراتورها اغلب می پرسند که آیا اضافه کردن PAC باعث تغییر pH آب تصفیه شده می شود یا خیر. پاسخ کوتاه بله است: افزودن PAC به طور معمول منجر به کاهش جزئی در pH می شود، زیرا هیدرولیز PAC یون های هیدروژن را در آب آزاد می کند. درک این اثر برای حفظ عملکرد انعقاد پایدار و رعایت استانداردهای کیفیت آب مهم است.
آیا PAC pH را کاهش می دهد؟
در بیشتر موارد، بله. PAC حاوی گروه های هیدروکسیل و گونه های آلومینیوم چند هسته ای است که پس از دوز به هیدرولیز ادامه می دهند. در طول هیدرولیز، یون های هیدروژن آزاد می شوند و آب تصفیه شده اسیدی تر می شوند. این تغییر معمولاً اندک است، اما در آب با قلیائیت کم یا در دوزهای بالا، افت pH می‌تواند به اندازه‌ای قابل توجه باشد که بر راندمان انعقاد و کیفیت نهایی آب تأثیر بگذارد. بنابراین نظارت بر pH و در صورت لزوم تنظیم در طول کاربرد PAC توصیه می شود.
چرا PAC pH آب را کاهش می دهد؟
هنگامی که PAC حل می شود، گونه های آلومینیوم تحت واکنش های هیدرولیز قرار می گیرند که در هر مرحله یک پروتون آزاد می شود. یون های هیدروژن آزاد شده تا حدی توسط قلیاییت طبیعی آب خنثی می شوند. اگر آب قلیائیت محدودی داشته باشد، pH کاهش می یابد. این همان مکانیسمی است که تمام منعقد کننده های آلومینیوم و آهن را به تولید اسید خالص تبدیل می کند، اگرچه PAC در هر واحد آلومینیوم نسبت به سولفات آلومینیوم اسیدی کمتری دارد زیرا بخشی از خنثی سازی آن قبلاً در طول تولید اتفاق افتاده است.
عوامل موثر بر تغییر pH
مقدار مصرف: دوزهای بالاتر PAC یون های هیدروژن بیشتری آزاد می کنند و باعث افت بیشتر pH می شوند.
قلیائیت آب خام: آب با قلیائیت بالا اسید را بافر می کند و تغییر کمی در pH نشان می دهد. آب نرم و با قلیائیت کم-بیشتر می ریزد.
نوع محصول: PAC تهیه شده با روش های مختلف و با مقادیر پایه متفاوت، pH را به درجات مختلف تحت تاثیر قرار می دهد.
دما و اختلاط: اینها بر سینتیک هیدرولیز و بنابراین سرعت آزاد شدن پروتون ها تأثیر می گذارند.
پایش pH در طول کاربرد PAC
در عمل، pH باید قبل و مدت کوتاهی پس از دوز PAC اندازه گیری شود و در صورت مداوم بودن فرآیند، مجدداً پس از لخته سازی اندازه گیری شود. افت 0.2 تا 0.5 واحد pH در آب بافر متوسط معمول است، در حالی که قطرات بزرگتر می تواند در آب نرم رخ دهد. از آنجایی که عملکرد انعقاد معمولاً در یک پنجره pH خاص بهینه است، معمولاً بین 5.5 تا 8 برای PAC، اپراتور باید تأیید کند که دوز کردن سیستم را در محدوده مؤثر نگه می‌دارد.
تنظیم pH با قلیایی
اگر کاربرد PAC pH را کمتر از محدوده هدف کاهش دهد، pH را می توان با افزودن یک ماده قلیایی مانند هیدروکسید سدیم (NaOH)، آهک یا خاکستر سودا افزایش داد. هیدروکسید سدیم معمولاً ترجیح داده می شود زیرا دوز کردن آن آسان است و سختی را اضافه نمی کند. بسته به طراحی فرآیند، قلیایی را می توان قبل، همراه یا بعد از منعقدکننده اضافه کرد. آزمایشات شیشه به تعیین دوز قلیایی و نقطه دوز صحیح کمک می کند تا کیفیت نهایی آب مطابق با مشخصات باشد.
سوالات متداول
آیا پلی آلومینیوم کلراید pH را کاهش می دهد؟
بله، PAC معمولاً pH را کمی کاهش می دهد زیرا هیدرولیز آن یون های هیدروژن را آزاد می کند. اثر معمولاً کم است و به دوز و قلیایی آب بستگی دارد.
PAC چقدر pH را کاهش می دهد؟
این افت معمولاً در محدوده 0.2 تا 0.5 واحد pH در آب بافر است، اما می تواند در آب با قلیایی پایین یا در دوزهای بالا بیشتر باشد.
چگونه می توانم pH را پس از دوز PAC اصلاح کنم؟
یک ماده شیمیایی قلیایی مانند هیدروکسید سدیم، آهک یا خاکستر سودا را اضافه کنید و با نتایج آزمایش شیشه دوز کنید تا به pH مورد نظر برسید.
آیا PAC بیشتر یا کمتر از آلوم اسیدی است؟
PAC به طور کلی اسیدی کمتر از سولفات آلومینیوم در هر واحد آلومینیوم است، زیرا بخشی از خنثی سازی در طول تولید اتفاق می افتد.
آیا محصولات مختلف PAC بر pH تأثیر متفاوتی دارند؟
بله، PAC تهیه شده با روش های مختلف و با مقادیر پایه متفاوت می تواند اثرات متفاوتی بر pH داشته باشد، بنابراین محصول خاص باید در عمل ارزیابی شود.
چرا کنترل pH در انعقاد مهم است؟
عملکرد انعقاد به pH بستگی دارد زیرا بار و زایی محصولات هیدرولیز منعقد کننده و ذرات در حال حذف را کنترل می کند.
