1. 化粧水の前処理
天然水域には、泥、粘土、腐植、その他の浮遊物質、コロイド状不純物、細菌、菌類、藻類、ウイルス、その他の微生物が含まれることが多く、これらは水中で一定の安定性を持ち、水の濁り、色、臭いの主な原因となります。これらの過剰な有機物質はイオン交換体に入り、樹脂を汚染し、樹脂の交換能力を低下させ、さらには脱塩システムの流出水の質に影響を与えることもあります。凝集処理、沈殿清澄、ろ過処理は、これらの不純物を除去し、水中の懸濁物質の含有量を5mg/L以下、すなわち清澄水を得ることが主な目的です。これを水の前処理といいます。前処理後の水は、水中の溶存塩類をイオン交換により除去し、水中の溶存ガスを加熱、真空引き、ブローなどにより除去した場合にのみボイラー水として使用できます。これらの不純物を除去しておかないと、その後の処理（脱塩）ができなくなります。したがって、水の凝集処理は水処理プロセスにおける重要な役割を果たします。
火力発電所の前処理工程は、原水→凝集→沈殿・清澄→ろ過という流れになります。凝固の際によく使われる凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸第二鉄、硫酸アルミニウム、三塩化第二鉄などが挙げられます。ここではポリ塩化アルミニウムの用途を中心に紹介します。
PACと呼ばれるポリ塩化アルミニウムは、アルミニウム灰またはアルミニウム鉱物を原料として、高温および一定の圧力でアルカリとアルミニウムを反応させて生成したポリマーであり、原料と製造プロセスが異なり、製品仕様は同じではありません。PAC の分子式 [Al2(OH)nCl6-n]m、n は 1 ～ 5 の任意の整数、m はクラスター 10 の整数です。PAC には固体と液体の両方の形があります。
2.凝固の仕組み
水中のコロイド粒子に対する凝集剤の主な効果は 3 つあります。それは、電気的中和、吸着ブリッジ、および掃きです。これら 3 つの効果のどれが主な効果であるかは、凝固剤の種類と投与量、水中のコロイド粒子の性質と含有量、および水の pH 値によって決まります。ポリ塩化アルミニウムの作用機構は硫酸アルミニウムの作用機構と類似しており、水中での硫酸アルミニウムの挙動は、Al3+ がさまざまな加水分解種を生成するプロセスを指します。
ポリ塩化アルミニウムは、特定の条件下で塩化アルミニウムが Al(OH)3 に加水分解および重合する過程におけるさまざまな中間生成物とみなすことができます。Al3+ の加水分解プロセスを経ずに、さまざまなポリマー種および A1(OH)a(s) の形で水中に直接存在します。
3. アプリケーションと影響要因
1. 水温
水温は凝固処理効果に明らかな影響を与えます。水温が低い場合、凝集剤の加水分解はより困難であり、特に水温が5℃より低い場合、加水分解速度は遅く、形成される凝集剤は構造が緩く、含水量が高く、粒子が細かいものとなります。水温が低いとコロイド粒子の溶媒和が高まり、凝集時間が長くなり、沈降速度が遅くなります。研究によると、水温は25〜30℃が適していることがわかっています。
2. 水のpH値
ポリ塩化アルミニウムの加水分解プロセスは、H + を継続的に放出するプロセスです。したがって、異なる pH 条件下では異なる加水分解中間体が存在し、ポリ塩化アルミニウム凝固処理の最適な pH 値は一般に 6.5 ～ 7.5 の間です。この時の凝固効果はより高くなります。
3. 凝固剤の投与量
凝集剤の添加量が不足すると、吐出水中の残留濁度が大きくなります。添加量が多すぎると、水中のコロイド粒子が過剰な凝集剤を吸着するため、コロイド粒子の帯電特性が変化し、排水中の残留濁度が再び増加する。凝固プロセスは単純な化学反応ではないため、必要な投与量を計算に従って決定することはできませんが、特定の水質に応じて適切な投与量を決定する必要があります。季節によって水質が変化する場合には、それに応じて投与量を調整する必要があります。
4.接触媒体
凝集処理などの沈殿処理の過程において、水中にある程度の泥層が存在すると、凝集処理の効果が大幅に向上します。吸着、触媒作用、結晶化コアにより大きな表面積を提供し、凝固処理の効果を向上させます。
凝集沈殿法は現在水処理に広く用いられている方法です。ポリ塩化アルミニウム工業は水処理凝集剤として使用されており、凝集性能が良く、凝集塊が大きく、使用量が少なく、効率が高く、沈殿が速く、適用範囲が広いなどの利点があり、従来の凝集剤と比較して使用量を1/3〜1に減らすことができます。 /2の場合、コストは40％節約できます。バルブレスフィルターと活性炭フィルターの運転と組み合わせることで、原水の濁度が大幅に低減され、脱塩システムの排水水質が改善され、脱塩樹脂の交換能力も向上し、運転コストが削減されます。
投稿日時: 2024 年 3 月 22 日
