Was ist Polyaluminiumchlorid (PAC)? Verwendung, Dosierung, Sicherheit

Was Polyaluminiumchlorid ist und warum es sich von Alaun unterscheidet

Polyaluminiumchlorid ist eine Familie von Polymere Aluminiumsalze hergestellt durch teilweise Neutralisation von Aluminiumchlorid. Im Gegensatz zu Alaun (Aluminiumsulfat) ist PAC bereits teilweise hydrolysiert, was bedeutet, dass es eine Verteilung von Aluminiumspezies (einschließlich polymerisierter Formen) enthält, die über ein breiteres Betriebsfenster wirksamer starke Flocken bilden.

Wichtige praktische Implikationen

Da PAC vorhydrolysiert ist, verbraucht es sich normalerweise weniger Alkalität als Alaun bei gleichem Gerinnungsgrad. In vielen Anlagen führt dies zu einer gleichmäßigeren pH-Kontrolle und einem geringeren Bedarf an Alkalitätszugabe, wenn die Alkalität des Rohwassers niedrig ist.

• Alaun: einfachere Chemie, aber oft engerer optimaler pH-Bereich und höherer Alkalitätsbedarf.
• PAC: Stärkere Ladungsneutralisierung und Flockenbildung bei niedrigeren Dosen in vielen Gewässern, insbesondere bei kalten oder wenig trüben Bedingungen.

Wie PAC in der Wasseraufbereitung funktioniert

PAC entfernt Trübungen und Farben, indem es negativ geladene Kolloide und gelöste organische Stoffe destabilisiert, sodass sie sich zu abtrennbaren Flocken zusammenlagern können. Im praktischen Betrieb wird die PAC-Leistung normalerweise durch drei sich überschneidende Mechanismen erklärt.

Mechanismen, die operativ von Bedeutung sind

• Ladungsneutralisierung: Aluminiumspezies neutralisieren die Oberflächenladung der Partikel und verringern so die Abstoßung, sodass Partikel kollidieren und haften bleiben können.
• Adsorption und Brückenbildung: Polymerspezies adsorbieren an Partikel und verbinden diese zu größeren Aggregaten.
• Fegeflocken (bei höheren Dosen): Aluminiumhydroxidniederschläge können feine Feststoffe und einige organische Stoffe vernetzen.

Ein gemeinsamer betrieblicher Vorteil ist die verbesserte Flockenfestigkeit: Unter vergleichbaren Misch- und Hydraulikbedingungen halten PAC-erzeugte Flocken der Scherung oft besser stand als Alaunflocken, was die Klärstabilität und die Filterlaufzeit verbessern kann.

Typische Formen, Qualitäten und Spezifikationen werden Sie sehen

PAC wird in flüssiger und pulverförmiger Form verkauft. Auf Produktetiketten ist in der Regel der Aluminiumgehalt angegeben (häufig angegeben als). Al ₂ O ₃ ), Basizität (ein Maß für die Vorneutralisation), Dichte (für Flüssigkeiten) und Verunreinigungsgrenzwerte, die für Trinkwasser- oder industrielle Abflussanforderungen relevant sind. Die Werte variieren je nach Hersteller, die unten aufgeführten Bereiche sind jedoch häufig in der Beschaffung und im Betrieb anzutreffen.

Vergewissern Sie sich bei Trinkwasser, dass das jeweilige PAC-Produkt in Ihrer Gerichtsbarkeit für den Trinkwassergebrauch zugelassen ist und dass Ihr Lieferant ein aktuelles Analysezertifikat (CoA) vorlegt, aus dem die für den menschlichen Verzehr geeigneten Verunreinigungsgrenzen hervorgehen.

Wo PAC am nützlichsten ist

Polyaluminiumchlorid wird vor allem dann ausgewählt, wenn Betreiber eine robuste Entfernung von Trübungen, eine verbesserte Flockenbildung oder eine bessere Leistung bei wechselnden Rohwasserbedingungen benötigen. Es wird sowohl in kommunalen als auch in industriellen Systemen eingesetzt.

Hochwertige Anwendungsfälle

• Trinkwasserklärung: Trübungs- und Farbreduzierung vor der Filtration, oft mit stabilerer Leistung in kälteren Jahreszeiten.
• Oberflächenwasser mit natürlicher organischer Substanz: Unterstützt die Entfernung einiger gelöster organischer Stoffe, die Farb- und Desinfektionsnebenproduktvorläufer antreiben.
• Industrielle Abwasservorbehandlung: Feststofftrennung vor DAF-, Absetz- oder Membransystemen.
• Unterstützung der Phosphor-Mitfällung: kann biologische Systeme ergänzen, indem es die Feststoffabscheidung verbessert (standortspezifische Ergebnisse hängen von der Chemie und den Genehmigungen ab).

Als Ausgangspunkt für viele Gewässer liegen die PAC-Dosen oft im Bereich 10–50 mg/L Bereich (als Produkt), aber stark trübe Ereignisse, ungewöhnliche Alkalität und hohe organische Stoffe können die optimalen Dosierungen erhöhen. Validieren Sie immer mit Jar-Tests.

Wie man in der Praxis eine PAC-Dosis einstellt und optimiert

Die vertretbarste Methode zur Bestimmung der PAC-Dosis ist ein Glastest, der an messbare Ergebnisse gebunden ist (abgesetzte Trübung, gefilterte Trübung, UV254, Farbe oder Druckverlust nachgeschalteter Filter). Da PAC-Produkte in ihrer Basizität und ihrem Aluminiumgehalt variieren, sollte die Dosisoptimierung sowohl in „mg/L als Produkt“ als auch in „mg/L als Al“ ausgedrückt werden ₂ O ₃ ” für konsistente Vergleiche.

Ein praktischer Jar-Test-Workflow

1. Definieren Sie Ihr Ziel: zum Beispiel <0,3 NTU gefilterte Trübung oder eine bestimmte Farb-/UV254-Reduktion.
2. Testen Sie mindestens 5 Dosen von niedrig bis hoch (z. B. 5, 10, 20, 35, 50 mg/L als Produkt).
3. Halten Sie das Mischen konstant: schnelles Mischen zur Dispergierung, dann kontrollierte Flockung, um Flockengröße und -stärke zu beobachten.
4. Notieren Sie den pH-Wert vor und nach der Koagulation. Wenn der pH-Wert abweicht, schließen Sie parallele Tests mit Anpassung der Alkalität ein.
5. Bewerten Sie abgesetztes Wasser und simulieren Sie, wenn möglich, die Filtration (Papierfilter oder Tischfilter), um die Dosis zu ermitteln, die die Trübung minimiert und die Filtrierbarkeit verbessert.

Ein gängiges Optimierungsmuster besteht darin, dass sich die Klarheit bis zu einem gewissen Punkt schnell verbessert und dann ein Plateau erreicht. Die betriebliche „beste Dosis“ ist oft die niedrigste Dosis, die die Ziele durchweg erreicht und gleichzeitig die Filterlaufzeit verkürzt und die Chemikalienkosten minimiert.

Betriebliche Auswirkungen: pH-Wert, Alkalität, Schlamm und Filter

PAC betrifft mehr als nur die Entfernung von Trübungen. Die tägliche Anlagenleistung hängt davon ab, wie PAC den pH-Wert verschiebt, wie viel Schlamm produziert wird und ob die nachgeschaltete Filtration stabil bleibt.

pH-Wert und Alkalität

Bei vielen Systemen ist PAC über einen Betriebs-pH-Bereich von etwa 5,5–9,0 , aber das wahre Optimum ist wasserspezifisch. Wenn die Alkalität Ihres Rohwassers niedrig ist, kann PAC dennoch den pH-Wert senken. Der Unterschied besteht darin, dass es dies bei gleichwertiger Leistung, insbesondere bei höheren Basizitätsgraden, oft weniger aggressiv tut als Alaun.

Schlammvolumen und Entwässerung

Abhängig vom Quellwasser und der Dosierung berichten einige Anlagen im Vergleich zu Alaun über ein geringeres Schlammvolumen, da eine effektive Koagulation bei geringerer Massenzugabe erreicht werden kann. Aus praktischer Sicht ist eine Behandlung sinnvoll 10–30 % Schlammreduzierung als Hypothese, die im Rahmen eines kontrollierten Versuchs validiert werden muss, und nicht als garantiertes Ergebnis.

Filterleistung

• Wenn die Flocken zu klein sind (Unterdosierung oder schlechte Durchmischung), kann die Trübung durch Klärbecken und Beladungsfilter gelangen und so die Läufe verkürzen.
• Bei Überdosierung kann es zu einer Ladungsumkehr und einer Verschlechterung der Klarheit kommen; Dies ist oft als „Pin-Flocken“ und eine erhöhte Trübung des Abwassers sichtbar.
• Typischerweise wird der beste Betriebspunkt angezeigt schnelles Absetzen , elastische Flocken und stabile gefilterte Trübung mit beherrschbarem Druckverlust.

Handhabung, Lagerung und Sicherheitsaspekte

Flüssiges PAC ist im Allgemeinen sauer und kann gegenüber inkompatiblen Metallen korrodierend wirken. Eine sichere und zuverlässige Verwendung erfordert die richtige Materialauswahl, sekundäre Eindämmung und klare Betriebsverfahren für Transfers und Verschüttungen.

Checkliste für die praktische Handhabung

• Verwenden Sie chemikalienbeständige Tanks und Rohrleitungen, die für saure Aluminiumsalze geeignet sind (bestätigen Sie die Kompatibilität mit dem Sicherheitsdatenblatt des Produkts und den Richtlinien des Lieferanten).
• Halten Sie die Größe des Sekundärbehälters für glaubwürdige Verschüttungsszenarien ein und schützen Sie ihn gemäß den Empfehlungen des Lieferanten vor Frost oder übermäßiger Hitze.
• Vermeiden Sie das Mischen von PAC mit inkompatiblen Chemikalien in gemeinsam genutzten Leitungen oder schlecht gespülten Verteilern. Unbeabsichtigte Reaktionen können zu Ausfällungen und Verstopfungen führen.
• Schulung des Personals zum Spritzschutz und Erste-Hilfe-Maßnahmen für saure Lösungen; Befolgen Sie das Sicherheitsdatenblatt (SDB).

Wenn Sie von Alaun- oder Eisensalzen umsteigen, planen Sie einen schrittweisen Übergang: Kalibrieren Sie Dosierpumpen neu, überprüfen Sie die Mischung am Einspeisepunkt und validieren Sie die Qualität des aufbereiteten Wassers sowohl unter durchschnittlichen als auch unter ungünstigsten Rohwasserbedingungen.

So wählen Sie ein PAC-Produkt aus und vermeiden häufige Fehlerarten

„PAC“ ist in der Praxis keine einheitliche Chemikalie; Die Produkte unterscheiden sich hinsichtlich Basizität, Aluminiumkonzentration und Verunreinigungskontrolle. Die Auswahl sollte sich an Ihrem Behandlungsziel und Ihren betrieblichen Einschränkungen orientieren, nicht nur am gelieferten Preis.

Beschaffungs- und Inbetriebnahmeprüfungen

• Bestätigen Sie die Qualität des Produkts (trinkbar oder industriell) und verlangen Sie ein aktuelles Zertifikat, aus dem der Aluminiumgehalt und relevante Verunreinigungen hervorgehen.
• Dosisberichte standardisieren: verfolgen mg/L als Produkt and mg/L als Al ₂ O ₃ Lieferanten fair zu vergleichen.
• Stellen Sie sicher, dass der Zufuhrpunkt eine sofortige Verteilung (schnelle Mischung) vor der Flockung gewährleistet. Eine schlechte Streuung ist eine häufige Ursache für eine schwache Leistung.
• Führen Sie beim Produktwechsel nebeneinander Glastests durch. Selbst mit der gleichen „PAC“-Kennzeichnung können sich die optimalen Dosierungen erheblich verschieben.

Fehlerbehebung bei Signalen und Lösungen

• Zunehmende Abwassertrübung nach Dosiserhöhung: Verdacht auf Überdosierung/Ladungsumkehr; Reduzieren Sie die Dosis und bestätigen Sie dies mit einem Glastest.
• Pin-Flocken und schlechtes Absetzen: Überprüfen Sie die Intensität des Schnellmischens und die Platzierung der Injektionsnadel. Verbessern Sie die Dispersion, bevor Sie die Chemie ändern.
• Unerwarteter pH-Abfall: Bestätigen Sie die Alkalität und erwägen Sie PAC mit höherer Basizität oder die Zugabe einer kontrollierten Alkalität.
• Leitungsverstopfung oder weiße Ablagerungen: Prüfen Sie auf inkompatible chemische Vermischung, stagnierende Toträume oder unzureichende Spülprotokolle.

Die zuverlässigste betriebliche Erkenntnis ist einfach: PAC funktioniert am besten, wenn Dosiskontrolle, Mischung und Überwachung als ein einziges System behandelt werden . Die Optimierung nur der Chemikaliendosis ohne Festlegung von Dispersions-, Flockungsenergie- oder pH-/Alkalitätseinschränkungen führt normalerweise zu Leistungseinbußen.