Pac là hóa chất gì? Tính chất, điều chế và ứng dụng

PAC được biết đến là hóa chất hỗ trợ lắng và tạo bông, được sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải sinh hoạt và sản xuất công nghiệp. Vậy Pac có những đặc tính gì? Phương pháp chuẩn bị là gì? Ứng dụng quan trọng trong cuộc sống. Tất cả những câu hỏi trên sẽ được giải đáp thông qua bài viết dưới đây.

1. PAC là hóa chất gì?

Pac là tên viết tắt của cụm từ Poly aluminium chloride với công thức hóa học [Al2(OH)nCl6-n]m.

Hóa chất này còn có tên gọi khác như phèn nhôm Pac, hóa chất keo tụ PAC, phèn PAC,…

Nó là một hợp chất hóa học hòa tan tốt trong nước và hoạt động như một chất hỗ trợ đông tụ và lắng đọng. PAC là chất được sử dụng để xử lý nước, bao gồm cả nước cấp và nước thải, cũng như trong các quy trình sản xuất công nghiệp với mục đích chung là loại bỏ vi khuẩn, vi rút và các tạp chất có trong nước.

Pac là phèn nhôm ở dạng polymer polymer, được đặc trưng bởi hai yếu tố cơ bản: tính bazơ và nồng độ % Alumina hoặc Al2O3. Hàm lượng nhôm trong Pac dao động từ 28-32%, giúp tăng hiệu quả đông tụ bụi bẩn, nước thải. Điều này giúp làm sạch nước và bảo vệ môi trường. Ứng dụng trong xử lý nước thải công nghiệp, xử lý nước nuôi trồng thủy sản, chế biến hải sản cũng như trong cấp nước sinh hoạt.

2. Tính chất đặc trưng của PAC

Hóa chất PAC tồn tại ở hai dạng chính là dạng bột và dạng lỏng với màu sắc và cách bảo quản khác nhau, cụ thể:

– Dạng lỏng: Màu vàng nâu, đựng trong chai hoặc lon nhựa.

– Dạng bột: Màu vàng chanh, tan hoàn toàn trong nước. Bảo quản trong bao bì kín, để nơi khô ráo, thoáng mát ở nhiệt độ phòng.

Pac ở dạng bột màu vàng

Môi trường pH hoạt động tối ưu của PAC nằm trong khoảng 6,5 – 8,5. Ở pH này, các kim loại nặng bị kết tủa và chìm xuống đáy hoặc bám vào các hạt keo tạo thành.

Độ hòa tan: Hòa tan tốt trong nước ở bất kỳ tỷ lệ nào. Phản ứng đi kèm với sự tỏa nhiệt.

Khả năng thấm hút mạnh,

3. Phương pháp pha chế/sản xuất hóa chất PAC

Để sản xuất hóa chất xử lý nước PAC, quy trình sẽ được thực hiện theo các bước sau:

– Đầu tiên cho axit clohiđric (HCl) và nhôm vào bình phản ứng phủ thủy tinh và có trang bị máy khuấy. Tỷ lệ axit clohydric và nhôm sunfat có thể điều chỉnh tùy theo nồng độ yêu cầu của thị trường như PAC 10%, PAC 18%, PAC 30%,…

– Luôn kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ lò trong quá trình phản ứng để đảm bảo hiệu quả và an toàn cao nhất. Khi phản ứng kết thúc, sản phẩm thu được sẽ được dẫn vào bể chứa. Sản phẩm này thường tồn tại dưới dạng hỗn hợp không tan trong nước và sẽ được tách ra qua quá trình lọc.

4. Ứng dụng hóa chất PAC trong các lĩnh vực khác nhau

Poly Aluminium Chloride (PAC) là hóa chất có ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là tạo kết tủa công nghiệp. PAC đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước đục, nước bẩn, tạo ra nguồn nước chất lượng cao phục vụ sản xuất và sinh hoạt. Vì vậy, PAC thường được ứng dụng trong các quy trình công nghệ sau:

– Xử lý nước công nghiệp: Dùng để loại bỏ các nguồn nước chứa cặn lơ lửng như nước thải của các ngành công nghiệp như nhuộm, gốm sứ, sản xuất gạch giấy, nhà máy chế biến thủy sản và công nghiệp luyện kim.

Pac được ứng dụng trong xử lý nước công nghiệp

– Xử lý nguồn nước dân dụng và công nghiệp: Sử dụng PAC để kết tủa, loại bỏ tạp chất lơ lửng trong nước dân dụng và công nghiệp. Điều này phù hợp cho các nhà máy cấp nước sinh hoạt và hệ thống xử lý nước cho bể bơi và trạm nạp nước.

– Xử lý nguồn nước sinh hoạt: Ứng dụng PAC trong quá trình lọc nước sinh hoạt, cung cấp nước uống cho các hộ gia đình, thông thường bằng cách lọc nước trực tiếp từ các nguồn nước như sông, hồ, kênh rạch để tạo ra nước sạch phục vụ mục đích sinh hoạt.

– Xử lý nước trong ao nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là ao nuôi cá, ao nuôi tôm.

Lượng PAC cần sử dụng phụ thuộc vào hàm lượng trầm tích lơ lửng và đặc tính của nước thải cụ thể và thường được xác định thông qua thử nghiệm trực tiếp với nước cần xử lý.

5. PAC được sử dụng như thế nào trong xử lý nước?

5.1. Cơ chế hoạt động của PAC

Trong nước, PAC bị phân ly và thủy phân tạo thành các hạt chứa nhôm (Al), bao gồm Al3+, Al(OH)2+, Al(OH) phân tử và Al(OH)4–. Đồng thời, ba dạng polymer quan trọng được tách ra: Al2(OH)24+, Al3(OH)45+, Al13O4(OH)247+ (gọi tắt là Al13). Trong số đó, Al13 được coi là tác nhân chính gây keo tụ và có hiệu suất tốt nhất.

Cơ chế hoạt động của PAC

Khi sử dụng Poly Aluminium Chloride (PAC), quá trình hòa tan sẽ tạo ra các hạt polymer Al13 có điện tích dương chiếm ưu thế (7+). Điều này giúp hạt polymer này có khả năng trung hòa điện tích của các hạt keo và tạo ra hiện tượng keo tụ mạnh. Hơn nữa, tốc độ thủy phân của các hạt polyme Al13 chậm hơn nhiều so với Al3+ khiến chúng tồn tại trong nước lâu hơn, tăng khả năng tác động lên các hạt keo cần xử lý.

Ngoài ra, khoảng pH hoạt động của PAC lớn gấp đôi so với phèn chua, giúp cho việc sử dụng PAC trong quá trình keo tụ dễ dàng hơn. Hơn nữa, do kích thước của các hạt polymer Al13 lớn hơn đáng kể so với Al3+ nên khi hình thành các khối, chúng có kích thước lớn và được tổ chức chặt chẽ, thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo của chúng.

5.2. Hướng dẫn cách pha hóa chất PAC

Cách pha chế hóa chất rất đơn giản, bạn chỉ cần thực hiện theo các bước dưới đây:

– Pha PAC thành dung dịch có nồng độ 5-10% rồi thêm vào nguồn nước cần xử lý.

– Hàm lượng xử lý nước mặt khoảng 1-10 g/m3 tùy theo độ đục của nước thô.

– Lượng PAC cần sử dụng trong xử lý nước thải công nghiệp từ 20-300 g/m3 tùy thuộc vào nồng độ chất lơ lửng và tính chất của nước thải.

– Đối với việc xử lý nước sông, hồ, ao sẽ được xác định bằng thử nghiệm trực tiếp, sau đó xử lý. Nếu dùng để uống, hãy đun sôi hoặc khử trùng nước theo hướng dẫn về liều lượng. Liều lượng PAC thường được sử dụng trong xử lý nước sông, ao, hồ là:

+ Nước có độ đục thấp (50- 400 mg/l): Dùng 1 – 4 g.

+ Nước có độ đục trung bình (500-700 mg/l): Dùng 5-6 g.

+ Nước có độ đục cao (800-1.200 mg/l): Dùng 7-10g.

– Trong xử lý nước thải công nghiệp gốm sứ, gạch ngói, giấy nhuộm, nhà máy chế biến hải sản,… khoảng 15-30g/m3 sẽ được sử dụng. Liều lượng chính xác cần được xác định bằng cách thử trực tiếp với đối tượng cần điều trị.

– Xử lý nguồn nước nuôi thủy sản: Trộn PAC thành dung dịch 10-20% cho vào nguồn nước, khuấy đều và để lắng.

Lưu ý: Dung dịch đã pha loãng chỉ nên sử dụng trong vòng 4-8 giờ để đạt hiệu quả cao nhất.

6. Ưu nhược điểm của hóa chất PAC

6.1. Lợi thế

So với phèn nhôm và phèn sắt dùng trong xử lý nước thải, PAC mang lại những ưu điểm vượt trội sau:

– PAC làm tăng độ trong của nước, kéo dài chu kỳ lọc và tăng hiệu quả chất lượng nước lọc. Điều này giúp nâng cao hiệu quả xử lý nước.

– Hợp chất PAC có chứa nhôm clorua, khi hòa tan trong nước PAC có tính axit thấp hơn. Điều này có nghĩa là độ pH của nước không giảm đột ngột, giúp dễ dàng điều chỉnh độ pH mà không cần sử dụng nhiều hóa chất để tăng độ kiềm, tiết kiệm chi phí và các thiết bị đi kèm như bơm định lượng, bể chứa hóa chất so với sử dụng phèn chua.

– Giảm thiểu tình trạng ăn mòn thiết bị, bảo vệ hệ thống xử lý nước.

– Dễ dàng vận chuyển, bảo quản và định lượng, giúp việc quản lý hóa chất thuận tiện.

– PAC có khả năng hòa tan trong nước với tốc độ linh hoạt mà không ảnh hưởng đến hiệu suất, giúp dễ dàng điều chỉnh quy trình xử lý nước.

– Hiệu suất lắng của PAC cao gấp khoảng 4-5 lần so với phèn chua, giúp tạo bông cặn lớn, dễ lắng.

– Thời gian keo tụ bằng PAC nhanh, tối ưu hóa quá trình xử lý nước.

– Liều lượng PAC thấp, giúp tiết kiệm hóa chất và tạo bông lớn, dễ lắng.

– Sử dụng PAC đơn giản, không cần nhiều thiết bị hỗ trợ và ít sử dụng chất phụ gia.

– Ít độc hơn nhôm sunfat vì không tạo ra các gốc tự do [SO4]2- vào nguồn nước.

6.2. Nhược điểm

– Nếu dùng liều lớn có thể gây tái ổn định các hạt keo.

– Có thể thúc đẩy sự ăn mòn ở những nơi tích tụ bùn do lượng clorua có trong hóa chất hỗ trợ lắng PAC.

7. Chú ý bảo quản hóa chất PAC

7.1. Lưu ý khi sử dụng

– Vì PAC có tác dụng mạnh ở liều thấp nên dùng quá liều có thể khiến các hạt keo tan ra. Vì vậy cần phải tuân thủ đúng liều lượng.

– Trong quá trình sử dụng cần trang bị đầy đủ đồ bảo hộ để đảm bảo an toàn, tránh để hóa chất dính vào cơ thể.

7.2. Bảo tồn

Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát, tránh những nơi có nhiệt độ hoặc độ ẩm cao vì có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm vì PAC rất hút ẩm.

Trên đây là toàn bộ thông tin về hóa chất PAC. Nếu khách hàng có nhu cầu mua hóa chất vui lòng liên hệ với đội ngũ chuyên gia của LabTrường Chu Văn An qua đường dây nóng 0826 020 020 để được tư vấn miễn phí.