ポリ塩化アルミニウム (多くの場合、次のように短縮されます) PAC ) は、飲料水および廃水処理に広く使用されている無機凝集剤です。 「」と尋ねるなら、 ポリ塩化アルミニウムとは何ですか 」という質問に対して、最も現実的な答えは、 加水分解済みアルミニウム系凝固剤 微粒子や天然有機物を不安定化させるように設計されており、沈降、浮遊選別、濾過によって除去できるようになります。
ポリ塩化アルミニウムとは何か、ミョウバンと違う理由
ポリ塩化アルミニウムは次のようなものです。 ポリマーアルミニウム塩 塩化アルミニウムを部分的に中和して製造されます。ミョウバン (硫酸アルミニウム) とは異なり、PAC はすでに部分的に加水分解されています。つまり、PAC には、より広い操作範囲にわたって強力なフロックを形成するのに効果的なアルミニウム種 (重合形態を含む) の分布が含まれています。
重要な実際的な意味
PAC は事前に加水分解されているため、通常、 アルカリ度が低い 同じレベルの凝固ではミョウバンよりも優れています。多くのプラントでは、これにより、原水のアルカリ度が低い場合の pH 制御がより安定し、アルカリ添加の必要性が減ります。
- ミョウバン: 化学的性質はより単純ですが、多くの場合、最適な pH 範囲は狭くなり、より高いアルカリ度が要求されます。
- PAC: 多くの水域、特に低温または低濁度条件において、より低い線量でより強力な電荷中和とフロックの形成。
水処理における PAC の仕組み
PAC は、負に帯電したコロイドと溶解有機物を不安定化することで濁りや色を除去し、分離可能なフロックに凝集させます。実際の運用では、PAC のパフォーマンスは通常、3 つの重複するメカニズムによって説明されます。
運用上重要なメカニズム
- 電荷の中和: アルミニウム種は粒子の表面電荷を中和し、反発力を低下させるため、粒子が衝突して固着する可能性があります。
- 吸着と架橋: ポリマー種は粒子に吸着し、それらを結合してより大きな凝集体を形成します。
- フロックを掃引します (高用量の場合): 水酸化アルミニウムの沈殿物には、微細な固体や一部の有機物が絡み合う可能性があります。
共通の操作上の利点は、フロック強度の向上です。同等の混合および水力条件下では、PAC で生成されたフロックはミョウバンフロックよりもせん断に耐えることが多く、これにより清澄の安定性とフィルターの稼働時間が向上します。
代表的な形状、グレード、仕様
PAC は液体と粉末の形で販売されています。通常、製品ラベルにはアルミニウム含有量が明記されています（多くの場合、次のように表現されます）。 アル 2 ○ 3 ）、塩基度（前中和の尺度）、密度（液体の場合）、および飲料水または産業排水要件に関連する不純物の制限。値はメーカーによって異なりますが、調達および運用では以下の範囲が一般的です。
| パラメータ | 液体 PAC (通常) | 粉末PAC（代表例） | なぜそれが重要なのか |
|---|---|---|---|
| アルuminum content (as Al 2 ○ 3 ) | 10～18% | 28～30% | 線量計算と治療量あたりのコストを設定します。 |
| 基本性 | 40～70% | 50～80% | 塩基性が高いほど、アルカリ消費量が少なくなり、冷水性能が向上することがよくあります。 |
| pH（製品） | ~2～4 | 該当なし (固体) | 腐食性、適合性、流出時の対応計画。 |
| 不溶物 | 低 (サプライヤー定義) | 低 (サプライヤー定義) | 不溶物が多いと注入ポイントが汚れ、用量反応が歪む可能性があります。 |
| 飲料グレードの不純物制限 | CoA に指定されている | CoA に指定されている | 飲料水のコンプライアンスと公衆衛生の保護にとって重要です。 |
飲料水の場合は、特定の PAC 製品が管轄下で飲料水としての使用が承認されていること、および供給者が人間の消費に適した不純物制限を示す最新の分析証明書 (CoA) を提供していることを確認してください。
PAC が最も役立つ場合
ポリ塩化アルミニウムは、オペレーターが確実な濁度除去、フロック形成の改善、または変動する原水条件全体でのより優れたパフォーマンスを必要とする場合に主に選択されます。地方自治体と産業システムの両方で使用されています。
高価値のユースケース
- 飲料水の浄化: 濾過前の濁度と色の減少。多くの場合、寒い季節にはより安定した性能が得られます。
- 天然有機物を含む地表水: 色や消毒の副生成物前駆物質を引き起こす一部の溶解有機物の除去をサポートします。
- 産業排水の前処理： DAF、沈降、または膜システムの前に固体を分離します。
- リン共沈サポート: 固体捕捉を改善することで生体系を補完できます (部位特異的な結果は化学と許可に依存します)。
多くの水域の出発点として、PAC 用量は多くの場合次の範囲に収まります。 10～50mg/L (製品として) 範囲ですが、非常に濁ったイベント、異常なアルカリ度、および高有機物により、最適用量が高くなる可能性があります。常に jar テストで検証してください。
実際に PAC 投与量を設定および最適化する方法
PAC 線量を決定する最も正当な方法は、測定可能な結果 (沈降濁度、濾過濁度、UV254、色、または下流フィルター水頭損失) に関連付けられたジャー テストです。 PAC 製品は塩基性度とアルミニウム含有量が異なるため、投与量の最適化は「製品としての mg/L」と「Al としての mg/L」の両方で表す必要があります。 2 ○ 3 」を参照して一貫した比較を行ってください。
実用的な jar テストのワークフロー
- ターゲットを定義します。たとえば、 <0.3 NTU 濾過濁度 または指定されたカラー/UV254 の削減。
- 低用量から高用量まで少なくとも 5 回の用量をテストします (たとえば、製品として 5、10、20、35、50 mg/L)。
- 一貫した混合を維持します。分散のために急速に混合し、その後、凝集を制御して凝集サイズと強度を観察します。
- 凝固前後の pH を記録します。 pH が変動する場合は、アルカリ度調整を伴う並行テストを含めます。
- 沈殿した水を評価し、可能であれば濾過 (紙フィルターまたはベンチフィルター) をシミュレートして、濁度を最小限に抑え、濾過性を向上させる用量を特定します。
一般的な最適化パターンは、明瞭度がある点まで急速に向上し、その後頭打ちになるというものです。操作上の「最適用量」は、多くの場合、フィルターの稼働時間を維持し、化学薬品のコストを最小限に抑えながら、目標を一貫して満たす最低用量です。
○perational impacts: pH, alkalinity, sludge, and filters
PAC は濁りの除去以上の効果をもたらします。プラントの日々のパフォーマンスは、PAC がどのように pH を変化させるか、生成されるスラッジの量、および下流の濾過が安定しているかどうかによって決まります。
pHとアルカリ度
多くのシステムでは、約 5.5～9.0 しかし、真の最適値は水に特有のものです。原水のアルカリ度が低い場合でも、PAC は pH を下げる可能性があります。違いは、特により高い塩基度グレードにおいて、同等の性能のミョウバンよりも攻撃性が低いことが多いことです。
汚泥量と脱水
原水と用量に応じて、より少ない質量添加で効果的な凝集が達成できるため、一部の施設はミョウバンと比較して汚泥量が減少したと報告しています。実際問題として、治療するのが合理的です。 10～30% 汚泥の削減は、結果を保証するものではなく、対照試験中に検証するための仮説として使用されます。
フィルター性能
- フロックが小さすぎる場合（投与量が不足または混合が不十分な場合）、濁りが清澄機および負荷フィルターを通過し、運転時間が短縮される可能性があります。
- 過剰に摂取すると、電荷反転が起こり、透明度が悪化する可能性があります。これは多くの場合、「ピンフロック」や排水の濁度の上昇として目に見えます。
- 最良の動作点は通常、次のようになります。 急速な沈降 、弾力性のあるフロック、および管理可能なヘッドロスを備えた安定したろ過された濁度。
取り扱い、保管、安全に関する必需品
液体 PAC は一般に酸性であり、不適合金属に対して腐食性を示す可能性があります。安全で信頼性の高い使用には、正しい材料の選択、二次封じ込め、移送や流出に対する明確な操作手順が必要です。
実際の取り扱いチェックリスト
- 酸性アルミニウム塩に適した耐薬品性のタンクと配管を使用してください (製品の SDS およびサプライヤーのガイダンスとの適合性を確認してください)。
- サプライヤーの推奨に従って、信頼できる流出シナリオに対応した大きさの二次格納容器を維持し、凍結や過度の熱から保護してください。
- 共有ラインやフラッシングが不十分なマニホールドでは、PAC と混和性のない化学物質を混合しないでください。意図しない反応により、沈殿や目詰まりが発生する可能性があります。
- 酸性溶液の飛沫防止と応急処置手順についてオペレーターを訓練します。安全データシート (SDS) に従ってください。
ミョウバン塩または第二鉄塩から切り替える場合は、段階的な移行を計画します。注入ポンプを再調整し、供給ポイントの混合を検証し、平均的な原水条件と最悪の場合の原水条件の両方で処理水の品質を検証します。
PAC 製品を選択し、一般的な故障モードを回避する方法
「PAC」は実際には単一の均一な化学物質ではありません。製品は塩基度、アルミニウム濃度、不純物の管理が異なります。選択は、提供される価格だけでなく、治療の目的と運営上の制約によって決定される必要があります。
調達および試運転のチェック
- 製品グレード (飲料用か工業用か) を確認し、アルミニウム含有量と関連する不純物を示す現在の CoA を要求します。
- 線量報告の標準化: 追跡 製品としての mg/L そして mg/L として Al 2 ○ 3 サプライヤーを公平に比較するため。
- 供給ポイントが凝集する前に即座に分散 (急速混合) することを確認します。分散不良は、パフォーマンス低下の根本原因となることがよくあります。
- 製品を切り替えるときに、並行して jar テストを実行します。同じ「PAC」ラベルであっても、最適用量は大幅に変化する可能性があります。
トラブルシューティングの信号と修正
- 用量増加後の排水濁度の上昇: 過剰摂取/電荷反転の疑い。用量を減らして瓶テストで確認します。
- ピンフロックと沈降不良: 急速混合の強度と射出クイルの配置を確認します。化学的性質を変える前に分散を改善してください。
- 予期せぬ pH の低下: アルカリ度を確認し、より高塩基性の PAC または制御されたアルカリ度の添加を検討してください。
- ラインの詰まりまたは白い堆積物: 適合しない化学薬品の混合、停滞したデッドレッグ、または不十分なフラッシングプロトコルをチェックします。
最も信頼性の高い運用上のポイントは次のとおりです。 PAC は、用量制御、混合、モニタリングが単一のシステムとして扱われる場合に最も効果的に機能します。 。分散、凝集エネルギー、または pH/アルカリ度の制約を固定せずに化学薬品の投与量のみを最適化すると、通常はパフォーマンスが制限されます。
