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Il policloruro di alluminio (PAC) è un coagulante rapido e robusto per il trattamento dell'acqua che in genere migliora la torbidità e la rimozione del colore con un pH più stabile rispetto all'allume, quando si imposta la dose mediante test in vaso e si conferma che pH/alcalinità rimangono nell'intervallo.
In pratica, le prestazioni del PAC riguardano meno una “dose universale” e più una questione di corrispondenza con la qualità del prodotto, l’energia di miscelazione e le condizioni dell’acqua non depurata (torbidità, sostanze organiche, temperatura, alcalinità). Le sezioni seguenti si concentrano sulle decisioni che determinano rapidamente i risultati negli impianti reali.
Cosa risolve il policloruro di alluminio nel trattamento delle acque
Il PAC viene utilizzato come coagulante primario per destabilizzare colloidi e particelle fini in modo che possano scontrarsi, crescere in fiocchi ed essere rimossi mediante sedimentazione, flottazione o filtrazione.
Obiettivi terapeutici comuni per i quali il PAC è particolarmente adatto
- Rapida riduzione della torbidità (compresi eventi tempestosi di picco elevato)
- Riduzione del colore e della sostanza organica naturale (NOM) (spesso migliora la filtrazione a valle)
- Coagulazione in acqua fredda migliorata rispetto ad alcuni coagulanti convenzionali
- Rimozione del fosforo in molte fasi di depurazione delle acque reflue e terziarie (specifica per il sito)
- Volume di fango inferiore rispetto ad alcune alternative (dipende dalla dose e dal carico di solidi)
Una regola pratica: se la tua pianta presenta frequenti oscillazioni dell'acqua non depurata e hai bisogno di una chiarificazione costante senza una correzione aggressiva del pH, Il PAC rappresenta spesso l'aggiornamento operativo più semplice .
Come funziona il PAC e perché può essere più stabile dell'allume
Il PAC è un coagulante dell'alluminio preidrolizzato. Rispetto all’allume, parte della neutralizzazione è “incorporata” (spesso descritta da basicità ), quindi tende a creare specie polimeriche di alluminio efficaci rapidamente e con meno shock del pH, particolarmente utili quando l'alcalinità è limitata.
Cosa dovresti guardare (operativamente)
- La neutralizzazione della carica avviene velocemente, quindi intensità e tempo di miscelazione rapidi influenzano fortemente i risultati.
- Il sovradosaggio può ristabilizzare le particelle (“inversione di carica”), creando fiocchi di spillo e una maggiore torbidità residua.
- La maggior parte delle applicazioni coagula bene in un'ampia fascia di pH; le prestazioni sono generalmente più elevate in condizioni quasi neutre (verificare tramite jar test).
Se si ottiene "un buon fiocco ma una scarsa sedimentazione", la causa è spesso idraulica (tempo di miscelazione/floccizzazione) o controllo della dose , non solo la chimica.
Scegliere un grado PAC adatto al vostro processo
“PAC” non è una formulazione fissa. I fornitori forniscono diversi punti di forza, basicità e profili di impurità dell'alluminio. Selezionare prima su carta previene mesi di inseguimento di coagulazioni incoerenti.
| Parametro del prodotto | Cosa influenza | Guida pratica alla selezione |
|---|---|---|
| La concentrazione di alluminio (spesso riportata come % Al 2 O 3 ) | Volume della dose, dimensionamento della pompa, costo erogato per unità Al | Una maggiore resistenza riduce il volume della sostanza chimica ma può aumentare la viscosità: conferma l'affidabilità dell'alimentazione in climi freddi |
| Basicità (livello di pre-neutralizzazione) | Impatto pH/alcalinità e caratteristiche dei fiocchi | Se l'alcalinità è limitata, preferire i gradi con basicità più elevata; verificare comunque mediante test in vaso e pH online |
| Impurità (ferro, metalli pesanti, insolubili) | Metalli residui, colore, rischio di intasamento dei filtri | Per l'acqua potabile, specificare i gradi a bassa impurità/bassa insolubili e richiedere un certificato di analisi recente |
| Liquido vs. solido (polvere/granulare) | Logistica, esigenze di rifacimento, movimentazione | Il liquido semplifica il dosaggio; il solido può ridurre il trasporto ma richiede una dissoluzione controllata e una gestione della polvere |
Quando si confrontano le offerte, normalizzare il costo sulla stessa base (ad esempio, il costo per kg di Al 2 O 3 consegnato), non il costo per gallone/tonnellata di prodotto.
Dosaggio PAC: test sui vasi, conversioni ed un esempio pratico
Il metodo di dosaggio più affidabile è un jar test che comprende “sottodosaggio → ottimale → sovradosaggio”. abbinato a misurazioni di pH e torbidità stabilizzata. Inizia largo, poi stretto.
Un pratico flusso di lavoro per il test dei vasi
- Misura l'acqua grezza: torbidità, pH, temperatura, alcalinità (se disponibile) e colore/UV254 se tieni traccia di sostanze organiche.
- Scegliere 6-8 dosi di PAC in un ampio intervallo (esempio: 0, basso, medio-basso, medio, medio-alto, alto, molto alto).
- Mix rapido: breve, ad alta energia (simula il tuo mixer flash).
- Flocculare: miscelazione più lenta per 10–20 minuti (simulare le vaschette flocculanti).
- Sistemazione: 10–30 minuti (o tempo di detenzione del chiaritore della partita).
- Registrare la torbidità e il pH stabilizzati; notare la dimensione del fiocco, la densità e la velocità di sedimentazione.
- Scegli la dose che soddisfa l'obiettivo con la migliore "sensazione di sedimentazione/filtrazione", quindi convalida con un passaggio di perfezionamento più piccolo attorno a quel punto.
Conversione semplice che puoi utilizzare per la pianificazione
Se il tuo prodotto PAC è etichettato come X%Al 2 O 3 , quindi: mg/l come Al 2 O 3 ≈ mg/L prodotto × (X/100) . Ciò aiuta a confrontare i prodotti e a tenere traccia della dose rispetto alle prestazioni durante le stagioni.
| Dose PAC (mg/L di prodotto) | Torbidità stabilizzata (NTU) | pH del vaso dopo la flocculazione | Osservazione visiva |
|---|---|---|---|
| 10 | 6.0 | 7.15 | Fiocco piccolo, a sedimentazione lenta |
| 20 | 2.2 | 7.05 | Fiocco medio, buona sedimentazione |
| 30 | 1.1 | 6.95 | Fiocco denso, sedimentazione più rapida |
| 40 | 1.3 | 6.85 | Inizia il fiocco di spillo; leggera foschia |
Utilizzare questo tipo di tabella per istruire gli operatori: rende visibile e ripetibile il “perché” dietro una dose target.
Controllo del pH e dell'alcalinità: previene l'alluminio residuo e la scarsa flocculabilità
Anche se il PAC è generalmente più delicato sul pH rispetto all’allume, può comunque abbassarlo e consumare l’alcalinità, specialmente a dosi elevate o in acque di fonte a bassa alcalinità. Ciò è importante perché le finestre di coagulazione sono sensibili al pH e l’alluminio residuo disciolto può aumentare quando il pH si allontana dal punto ottimale.
Una stima di pianificazione per la domanda di alcalinità
Per un controllo approssimativo, la domanda stechiometrica di idrolisi dell'alluminio è di circa 2,94 mg/L come CaCO 3 per 1 mg/L come Al 2 O 3 . La basicità del PAC riduce questa domanda perché parte della neutralizzazione è già inclusa.
Una semplice approssimazione che puoi utilizzare per lo screening è: Alcalinità stimata consumata ≈ 2,94 × (1 − frazione basica) × (mg/L come Al 2 O 3 ) . Conferma l'impatto reale monitorando online le tendenze del pH e dell'alcalinità.
Tutele operative
- Andamento del pH prima/dopo la miscelazione rapida; cali improvvisi di solito indicano sottoalcalinità o sovradosaggio.
- Se l'alcalinità è bassa, aggiungere prima l'alcalinità (calce/carbonato di sodio) o scegliere un grado PAC con basicità più elevata.
- Se l'alluminio residuo è un problema, utilizzare i jar test che includono la misurazione del pH e (se disponibile) il controllo dell'Al disciolto dopo la filtrazione.
Integrazione del processo: dove il punto di dosaggio e la miscelazione del PAC contano di più
Il PAC è sensibile alla rapidità e all'uniformità con cui entra in contatto con l'acqua. Molti “problemi chimici” sono in realtà problemi di contatto ed energetici.
Verifiche pratiche di installazione
- Dosare in una vera zona di miscelazione rapida (o installare un miscelatore statico in linea) per evitare striature e zone di micro-sovradosaggio.
- Verificare che il tempo di trattenimento della miscelazione rapida sia sufficientemente lungo per la dispersione (anche i secondi possono essere importanti a un flusso elevato).
- Ottimizzare l'energia di flocculazione: troppo aggressivo rompe i fiocchi; troppo delicato lo lascia piccolo e lento a stabilizzarsi.
- Se si utilizza un coadiuvante polimerico, aggiungerlo dopo che il PAC si è disperso (spesso a valle della miscela rapida) per evitare la "gelificazione istantanea".
Una rapida diagnosi: se i test in vaso sembrano ottimi ma la pianta sembra scadente, concentrati su posizione di iniezione, energia di miscelazione e cortocircuito idraulico .
Guida alla risoluzione dei problemi comuni del PAC
Sintomi, cause probabili e soluzioni
- Fiocco di spilli/foschia : spesso sovradosaggio o scarsa dispersione → ridurre leggermente la dose, migliorare la miscelazione rapida, ampliare il test del barattolo per individuare l'insorgenza del sovradosaggio.
- Il flocculo si forma ma non si deposita : fiocco troppo leggero o sfilacciato → abbassare l'energia del flocculatore, regolare l'ausilio del polimero, verificare eventuali cortocircuiti.
- Maggiore residuo di alluminio : pH fuori dall'intervallo efficace o dose eccessiva → stabilizzare il pH/alcalinità, evitare il sovradosaggio "per ogni evenienza", confermare la purezza del grado.
- Rapido aumento della perdita di carico del filtro : residui di fiocchi o parti fini appiccicose → ottimizzare la sedimentazione/DAF, regolare il polimero, controllare la dose di coagulante e miscelare.
- Deterioramento stagionale (acqua fredda) : cinetica più lenta → aumentare l'efficacia della miscelazione rapida, affinare la dose mediante test in vaso invernale, considerare il supporto polimerico.
La risoluzione dei problemi è più rapida quando si registrano tre numeri insieme: Dose di PAC, pH dopo miscelazione rapida e torbidità stabilizzata . Questi tre spesso rivelano la vera modalità del fallimento.
Elementi essenziali delle apparecchiature di stoccaggio, movimentazione e dosaggio
Il PAC è acido/corrosivo e può attaccare metalli ed elastomeri incompatibili. L'alimentazione stabile è un problema di progettazione meccanica tanto quanto un problema di chimica.
Lista di controllo pratica per la gestione
- Utilizzare materiali a contatto con il fluido compatibili (confermare con il fornitore): molti stabilimenti utilizzano plastica (HDPE, PVC, PP) e guarnizioni adeguate.
- Previeni errori di diluizione: etichetta chiaramente le concentrazioni e standardizza i calcoli dell'operatore.
- Mantenere un'agitazione costante dove raccomandato (alcuni prodotti traggono beneficio da una miscelazione delicata; evitare l'aerazione se non consigliato).
- Calibrare regolarmente le pompe chimiche; Le prestazioni del PAC peggiorano rapidamente con la deriva della velocità di avanzamento.
Per motivi di sicurezza, seguire il piano di igiene chimica del sito: DPI, contenimento delle fuoriuscite, accesso al lavaggio oculare e controlli di compatibilità con altre sostanze chimiche presenti nella stanza.
In conclusione: come ottenere risultati coerenti con PAC
Utilizza il jar test per impostare la dose, convalidare pH/alcalinità in condizioni reali e ottimizzare la miscelazione prima di modificare la chimica. La maggior parte delle “sottoperformance” del PAC viene risolta rafforzando il controllo della dose e migliorando l’energia di dispersione e flocculazione.
Se implementi un solo miglioramento, fallo così: esegui un programma stagionale di test sui vasi (acqua calda/fredda e picchi di temporali) e converti tutti i risultati su una base coerente (mg/L come prodotto e mg/L come Al 2 O 3 ). Questa singola disciplina trasforma il PAC in uno strumento prevedibile e altamente affidabile nelle operazioni di trattamento dell'acqua.
