Жылу электр станциясының суын тазартуда PAC қолдану әсері
1. Қоспа суын алдын ала өңдеу
Табиғи су айдындарында көбінесе балшық, саз, гумус және басқа да қалқымалы заттар мен коллоидты қоспалар мен бактериялар, саңырауқұлақтар, балдырлар, вирустар және басқа да микроорганизмдер болады, олар суда белгілі бір тұрақтылыққа ие, судың лайлылығының, түсінің және иісінің негізгі себебі болып табылады. Бұл шамадан тыс органикалық заттар ион алмастырғышқа енеді, шайырды ластайды, шайырдың алмасу қабілетін төмендетеді, тіпті тұзсыздандыру жүйесінің ағынды суларының сапасына әсер етеді. Коагуляциялық өңдеу, тұндыру тазарту және сүзу тазарту негізгі мақсат ретінде осы қоспаларды кетіру болып табылады, осылайша судағы қалқымалы заттардың мөлшері 5 мг/л-ден азға дейін төмендейді, яғни тазартылған су алу үшін. Бұл суды алдын ала тазарту деп аталады. Алдын ала тазартудан кейін суды тек судағы еріген тұздар ион алмасу арқылы, ал судағы еріген газдар қыздыру немесе шаңсорғышпен немесе үрлеу арқылы жойылған кезде ғана қазандық су ретінде пайдалануға болады. Егер бұл қоспалар алдымен жойылмаса, кейінгі тазарту (тұзсыздандыру) жүргізілмейді. Сондықтан суды коагуляциялық тазарту суды тазарту процесіндегі маңызды буын болып табылады.
Жылу электр станциясын алдын ала өңдеу процесі келесідей: шикі су → коагуляция → тұндыру және тазарту → сүзу. Коагуляция процесінде жиі қолданылатын коагулянттар - полиалюминий хлориді, полиферрик сульфаты, алюминий сульфаты, темір трихлориді және т.б. Төменде негізінен полиалюминий хлоридін қолдану туралы айтылады.
Полиалюминий хлориді, PAC деп аталады, шикізат ретінде алюминий күліне немесе алюминий минералдарына негізделген, жоғары температурада және белгілі бір қысымда сілті мен алюминий реакциясы арқылы алынған полимер, шикізат және өндіріс процесі әртүрлі, өнімнің сипаттамалары бірдей емес. PAC [Al2(OH)nCI6-n]m молекулалық формуласы, мұндағы n 1 мен 5 аралығындағы кез келген бүтін сан, ал m 10 кластерінің бүтін саны болуы мүмкін. PAC қатты және сұйық түрінде болады.
2. Коагуляция механизмі
Коагулянттардың судағы коллоидты бөлшектерге үш негізгі әсері бар: электрлік бейтараптандыру, адсорбциялық көпірлер және сыпыру. Осы үш әсердің қайсысы негізгі болып табылады, ол коагулянттың түрі мен мөлшеріне, судағы коллоидты бөлшектердің табиғаты мен құрамына және судың рН мәніне байланысты. Полиалюминий хлоридінің әсер ету механизмі алюминий сульфатына ұқсас, ал алюминий сульфатының судағы әрекеті Al3+ әртүрлі гидролизденген түрлерді өндіру процесіне жатады.
Полиалюминий хлоридін белгілі бір жағдайларда алюминий хлоридінің Al(OH)3-ке гидролизденуі және полимерленуі процесіндегі әртүрлі аралық өнімдер ретінде қарастыруға болады. Ол суда Al3+ гидролиз процесінсіз әртүрлі полимер түрлері және A1(OH)a(s) түрінде тікелей болады.
3. Қолданылуы және әсер етуші факторлар
1. Судың температурасы
Су температурасы коагуляцияны өңдеу әсеріне айқын әсер етеді. Су температурасы төмен болған кезде, коагулянттың гидролизі қиындайды, әсіресе су температурасы 5°C-тан төмен болған кезде, гидролиз жылдамдығы баяу болады, ал түзілген флокулянттың құрылымы бос, су мөлшері жоғары және ұсақ бөлшектері болады. Су температурасы төмен болған кезде коллоидты бөлшектердің еруі күшейеді, флокуляция уақыты ұзақ және тұндыру жылдамдығы баяу болады. Зерттеулер көрсеткендей, су температурасы 25~30°C болғаны тиімдірек.
2. судың рН мәні
Полиалюминий хлоридінің гидролиз процесі - H+ үздіксіз бөліну процесі. Сондықтан, әртүрлі рН жағдайларында әртүрлі гидролиз аралықтары болады, ал полиалюминий хлоридінің коагуляциясын өңдеудің ең жақсы рН мәні әдетте 6,5 және 7,5 аралығында болады. Коагуляция әсері осы кезде жоғарырақ болады.
3. Коагулянттың дозасы
Қосылған коагулянт мөлшері жеткіліксіз болған кезде, ағызу суындағы қалған лайлылық көп болады. Мөлшері тым көп болған кезде, судағы коллоидты бөлшектер шамадан тыс коагулянтты адсорбциялағандықтан, коллоидты бөлшектердің зарядтық қасиеті өзгереді, нәтижесінде ағынды судағы қалдық лайлылық қайтадан артады. Коагуляция процесі қарапайым химиялық реакция емес, сондықтан қажетті мөлшерді есептеу арқылы анықтау мүмкін емес, бірақ тиісті мөлшерді анықтау үшін судың нақты сапасына сәйкес анықталуы керек; судың сапасы маусымдық өзгерген кезде мөлшерді сәйкесінше реттеу керек.
4. Байланыс құралы
Коагуляциялық өңдеу немесе басқа жауын-шашынды өңдеу процесінде, егер суда белгілі бір мөлшерде балшық қабаты болса, коагуляциялық өңдеудің әсерін айтарлықтай жақсартуға болады. Ол адсорбция, катализ және кристалдану өзегі арқылы үлкен беткі аумақты қамтамасыз ете алады, коагуляциялық өңдеудің әсерін жақсартады.
Қазіргі уақытта коагуляциялық тұндыру суды тазартуда кеңінен қолданылатын әдіс болып табылады. Полиалюминий хлориді өнеркәсібі суды тазарту флокулянты ретінде қолданылады, жақсы коагулянт өнімділігі, үлкен флок, аз доза, жоғары тиімділік, жылдам тұндыру, кең қолдану ауқымы және басқа да артықшылықтарымен дәстүрлі флокулянтпен салыстырғанда дозаны 1/3 ~ 1/2-ге азайтуға болады, құны 40% үнемдеуге болады. Клапансыз сүзгі мен белсендірілген көмір сүзгісінің жұмысымен бірге шикі судың лайлылығы айтарлықтай азаяды, тұзсыздандыру жүйесінің ағынды суларының сапасы жақсарады, тұзсыздандыру шайырының алмасу қабілеті де артады, ал пайдалану құны төмендейді.