Guida pratica al cloruro di polialluminio (PAC) per il trattamento delle acque: dosaggio, applicazione e sicurezza

1. Cos'è il policloruro di alluminio (PAC) e come funziona

Il cloruro di polialluminio (PAC) è un coagulante di alluminio pre-idrolizzato ampiamente utilizzato nel trattamento dell'acqua potabile, delle acque reflue e delle acque di processo industriale. Chimicamente è un polimero di alluminio amorfo che combina specie di alluminio (Al³⁺ e forme idrolizzate) in un polimero a valenza superiore che favorisce la rapida destabilizzazione dei colloidi e del particolato. Rispetto al tradizionale solfato di alluminio (allume), il PAC spesso offre prestazioni migliori a intervalli di torbidità più elevati, temperature più basse e in una finestra di pH più ampia perché la sua forma prepolimerizzata produce fiocchi più grandi e più resistenti con una sedimentazione più rapida.

2. Principali vantaggi del PAC nel trattamento pratico dell'acqua

Gli operatori scelgono il PAC quando necessitano di una coagulazione affidabile con volumi di fango inferiori e maggiore trasparenza. I vantaggi pratici includono:

• Maggiore efficienza di destabilizzazione: rimuove le sostanze organiche colloidali, la torbidità e parte della materia organica naturale (NOM) a dosi inferiori rispetto all'allume.
• Intervallo di pH efficace più ampio (tipicamente pH 5,5–8,5): riduce la necessità di una correzione pesante del pH in molte acque di fonte.
• Minore produzione di fanghi e disidratazione più semplice rispetto a molti sali.
• Prestazioni migliorate a basse temperature e nel trattamento di acque infestate da alghe.

3. Tipici gradi e selezione dei prodotti PAC (riferimento rapido)

Il PAC viene fornito in forma liquida o in polvere con basicità variabile e Al₂O₃ attivo (o percentuale di Al). La scelta della qualità giusta dipende dall'acqua di origine, dalla precisione di dosaggio richiesta e dalle preferenze di gestione.

4. Jar test e procedura di dosaggio: passo dopo passo (pratico)

Un jar test è il metodo standard per determinare la dose ottimale di PAC e le necessità di aiuto coagulante. Seguire questi passaggi per risultati affidabili e ripetibili:

• Raccogliere acqua grezza rappresentativa e registrare temperatura, pH, conduttività e torbidità.
• Preparare una serie di vasetti (ad esempio 4–8) con volumi di campione identici (500–1000 mL).
• Aggiungere PAC a dosi crescenti nei vasetti (ad esempio 5, 10, 15, 25, 40 mg/L come equivalente Al₂O₃). Registrare la massa/volume esatto utilizzato.
• Miscelazione rapida (300 giri/min) per 30–60 secondi, quindi miscelazione lenta (30–50 giri/min) per 10–20 minuti per formare fiocchi, quindi lasciare sedimentare per 30–60 minuti.
• Misura la torbidità stabilizzata, la limpidezza del surnatante e il pH. Confrontare i residui e selezionare la dose che fornisce la torbidità target e una variazione accettabile del pH.
• Se necessario, testare piccole aggiunte di polimero (0,05–1,0 mg/L) come ausilio flocculante per migliorare la sedimentazione e ridurre la dose di PAC.

5. Metodi applicativi e attrezzature comuni

Il PAC può essere dosato come liquido concentrato o preparato da polvere. Considerazioni comuni sull'installazione e sull'attrezzatura:

• Pompe dosatrici: per la precisione sono da preferire le pompe peristaltiche o a membrana con controllo proporzionale al flusso.
• Miscelazione del serbatoio: serbatoi di miscelazione in acciaio inossidabile o polietilene con adeguata agitazione per sciogliere il PAC in polvere (se utilizzato) e prevenire la sedimentazione.
• I miscelatori statici in linea possono migliorare la dispersione del coagulante prima delle vasche di flocculazione.
• Punto di alimentazione: iniettare PAC a monte delle ruote a pale a miscelazione rapida o dei miscelatori statici per garantire un buon contatto.

6. Migliori pratiche di sicurezza, stoccaggio e gestione

Il PAC è corrosivo per alcuni materiali e può essere irritante. Una movimentazione sicura previene infortuni ai lavoratori e il degrado del prodotto:

• Conservazione: conservare sigillato in un'area fresca, asciutta e ben ventilata, lontano dalla luce solare diretta; la durata di conservazione tipica varia in base alla formulazione (controllare i dati del fornitore).
• Materiali di costruzione: utilizzare HDPE, polipropilene o acciaio inossidabile (304/316) per serbatoi e tubazioni; evitare alluminio e ferro zincato per soluzioni concentrate.
• DPI: guanti, occhiali protettivi contro gli schizzi di sostanze chimiche e grembiuli durante la manipolazione di PAC concentrato; dovrebbero essere disponibili il lavaggio oculare e la doccia.
• Risposta alle fuoriuscite: neutralizzare piccole fuoriuscite con carbonato di sodio (carbonato di sodio) e sciacquare; seguire le normative locali per lo smaltimento dei solidi coagulati.

7. Risoluzione dei problemi comuni e azioni correttive

Problema: scarsa formazione dei fiocchi o sedimentazione lenta

Le possibili cause includono il sottodosaggio, l'energia di miscelazione insufficiente, la bassa temperatura o il carico organico eccessivo. Azioni:

• Aumentare la dose di PAC in modo incrementale in base ai risultati del test sul vaso.
• Aggiungere flocculante polimerico a basso dosaggio come coadiuvante (test 0,05–1,0 mg/L).
• Controllare e regolare la velocità/il tempo di miscelazione nelle fasi di miscelazione rapida/lenta.

Problema: deriva del pH o aumento dell'alluminio residuo

Il PAC può abbassare leggermente il pH; monitorare l'alluminio residuo soprattutto per l'acqua potabile. Azioni:

• Eseguire nuovamente i test in giara misurando l'Al residuo e il pH; scegliere il bilanciamento della dose tra torbidità e requisiti residui.
• Se l'Al residuo è elevato, ridurre la dose o aumentare l'efficienza di sedimentazione/filtrazione; valutare l'uso di coadiuvanti coagulanti che riducono i residui.

8. Tabella guida rapida per il dosaggio (punti di partenza tipici)

La tabella seguente fornisce dosi iniziali prudenti per il jar test: conferma sempre con il jar test per la tua acqua grezza.

9. Raccomandazioni finali e checklist dei fornitori

Quando implementi il ​​PAC in loco, conferma questi punti con il tuo fornitore e il team operativo:

• Ottenere la scheda tecnica (TDS) che mostra il contenuto di Al attivo, la basicità, la manipolazione consigliata e la durata di conservazione.
• Richiedi indicazioni sulla compatibilità dei materiali per serbatoi, pompe e tubazioni.
• Eseguire test di routine sui vasi ogni volta che cambiano le caratteristiche dell'acqua di fonte (stagionalmente o dopo eventi meteorologici).
• Tieni traccia dell'alluminio residuo e della torbidità dopo il trattamento per garantire la conformità agli standard locali sull'acqua potabile.