PAC復配高分子聚合物 — 水處理混凝最佳化

TL;DR: PAC(聚合氯化鋁)復配陰離子高分子聚合物(PAM)產生卓越混凝效果:PAC中和膠體顆粒電荷,陰離子高分子聚合物橋接絮體 — 絮體增大3–5倍,沉降速度提高40–60%,PAC用量減少10–20%。祿天化工為水廠、工業區、紡織染整廠供應PAC 30%和陰離子高分子聚合物A1110。按批COA/MSDS檢驗。熱線:0979 891 929。

1. PAC和高分子聚合物是什麼?各自的作用機理

1.1 PAC — 無機混凝劑

PAC(聚合氯化鋁)是一種高分子無機混凝劑,通式為[Al₂(OH)ₙCl₆₋ₙ]ₘ,廣泛應用於給水和工業廢水處理。PAC透過電荷中和機理發揮作用:加入水中後,PAC水解產生Al³⁺離子和高正電荷多核絡合物。這些絡合物吸附在帶負電的膠體顆粒表面(通常zeta電位在-15至-30 mV),減少顆粒間的靜電排斥力,使其相互靠近並聚整合0.5–2 mm的絮體。

祿天化工的PAC 30%鹼化度40–85%,Al₂O₃含量≥ 30%,溶液pH 3.5–5.0。25kg/HDPE袋裝,按批COA。

1.2 陰離子高分子聚合物 — 有機助凝劑

陰離子高分子聚合物(陰離子聚丙烯醯胺 — APAM)是一種長鏈有機高分子,分子量12–25百萬道爾頓,因羧基(-COO⁻)而帶負電荷。陰離子高分子聚合物不改變膠體顆粒的電荷(這是PAC的作用),而是作為已形成絮體之間的物理橋接。一根高分子鏈可以同時吸附到多個絮體上,將它們聚集為更大、更密實、更易沉降的塊體。

陰離子高分子聚合物A1110的典型引數:白色粉末/顆粒,密度0.6–0.8 g/cm³,0.1%溶液pH 6.5–7.5,輕微攪拌60分鐘後溶解度≥ 95%。

2. 協同機理:PAC + 陰離子高分子聚合物 = 大絮體,快速沉降

PAC和陰離子高分子聚合物透過兩個連續步驟發揮互補作用:

步驟1 — PAC絮凝: PAC先投入水流中,快速攪拌(G = 200–400 s⁻¹)30–60秒。PAC水解,中和膠體顆粒電荷,破壞膠體系統的穩定狀態。顆粒聚整合直徑50–200 µm的微絮體。

步驟2 — 陰離子高分子聚合物形成大絮體: 步驟1後30秒投入陰離子高分子聚合物。慢速攪拌(G = 20–40 s⁻¹)3–5分鐘。超長分子鏈的陰離子高分子聚合物同時吸附到多個微絮體上,將其拉近,形成緊密結合的直徑2–8 mm絮體。

這種配合的結果:

  • 絮體尺寸: 0.5–2 mm(單用PAC)→ 2–8 mm(PAC + 高分子聚合物)— 增大3–5倍
  • 沉降速度: 比單用PAC提高40–70%
  • 出水濁度: 降低20–50%
  • PAC用量: 同等出水水質時減少10–20%

3. 最佳配比 — 用量指南

用量取決於進水水質、pH、濁度和TSS含量。參考用量範圍基於研究和實際應用:

水質型別PAC(mg/L)陰離子高分子聚合物(mg/L)最佳pH
地表水 — 低濁度(< 50 NTU)100–1500.5–1.06.5–7.5
地表水 — 高濁度(50–500 NTU)150–2001.0–2.06.5–7.5
工業區廢水 — 中TSS(200–500 mg/L)200–3001.0–1.57.0–8.0
工業區廢水 — 高TSS(> 500 mg/L)300–4001.5–2.57.0–8.0
紡織染整廢水150–2501.0–2.06.0–8.0
電鍍廢水100–2000.5–1.07.0–8.5

投加順序流程:

  1. 投入PAC,快速攪拌200–400 rpm,持續1分鐘
  2. 停止快速攪拌,切換至慢速攪拌40–60 rpm
  3. 投入陰離子高分子聚合物(已配成0.1–0.3%溶液),慢速攪拌3–5分鐘
  4. 靜置沉澱10–30分鐘

注意: 陰離子高分子聚合物需提前30–60分鐘用清水配製,母液濃度0.1–0.3%,輕柔攪拌以防切斷高分子鏈。攪拌過猛或過久會斷裂高分子鏈,降低絮體形成效果。

4. 對比:單用PAC vs PAC + 陰離子高分子聚合物

指標單用PACPAC + 陰離子高分子聚合物改善程度
絮體尺寸0.5–2 mm2–8 mm增大3–5倍
沉降時間(沉澱池)40–60分鐘15–25分鐘縮短50–60%
出水濁度(NTU)5–15 NTU1–5 NTU降低40–70%
PAC用量減少(%)—10–20%節省化學品
處理成本(越南盾/m³)較高,因需增加PAC用量降低15–30%,因減少PAC + 提高效率降低15–30%
汙泥產生量無機汙泥多,難壓濾汙泥更濃,減少10–30%體積,易壓濾減少10–30%

5. 案例研究:西部某地表水廠

水源特徵: 前江地區(同塔省沙瀝市)河水,濁度波動80–150 NTU,pH 6.8–7.2,TSS 60–120 mg/L,COD 30–50 mg/L。水廠產能20,000 m³/天。

最佳化前(僅用PAC):

  • PAC用量:250 mg/L
  • 絮體:尺寸0.5–1 mm,疏鬆,沉降慢
  • 沉降時間:45分鐘
  • 沉澱後濁度:8–12 NTU
  • 出水COD:18–22 mg/L

加入陰離子高分子聚合物後(PAC + 高分子聚合物配合):

  • PAC用量:150 mg/L(減少40%)
  • 陰離子高分子聚合物A1110用量:1.0 mg/L
  • 絮體:尺寸3–5 mm,密實,沉降快
  • 沉降時間:20分鐘(縮短55%)
  • 沉澱後濁度:0.2–2.0 NTU
  • 出水COD:10–15 mg/L
  • 減輕過濾系統負荷,過濾週期從12小時延長至18小時

結果: 水廠每月總化學品成本節省22%,沉澱系統處理能力因停留時間縮短而提高40%,汙泥量減少25%。

6. PAC + 高分子聚合物的行業應用

6.1 生活給水處理

江河湖泊地表水通常含有泥沙、藻類、微生物和溶解性有機物。PAC 30%用量100–150 mg/L配合陰離子高分子聚合物0.5–1 mg/L可將濁度從100–500 NTU降至2 NTU以下,達到QCVN 01-1:2018/BYT標準。當水源濁度在雨季/洪水季節波動時,這種配合尤為有效。

6.2 紡織染整廢水處理

紡織染整廢水色度高(200–500 Pt-Co),COD 500–1500 mg/L,鹼性pH 9–11。PAC用量200–300 mg/L中和電荷並沉澱色素,陰離子高分子聚合物1–2 mg/L形成大絮體促進快速沉降。初級絮凝階段色度去除率70–90%,COD降低50–80%。

6.3 電鍍廢水處理

電鍍廢水含有重金屬(Ni、Zn、Cu、Cr)濃度20–100 mg/L,pH低至2–4。用NaOH將pH提升至8–9後,PAC用量100–200 mg/L配合陰離子高分子聚合物0.5–1 mg/L形成金屬氫氧化物絮體,15–20分鐘內沉澱。出水重金屬含量達到QCVN 40:2025/BTNMT(取代QCVN 40:2011,自2025年9月1日起生效) A列標準。

7. 儲存、配製與安全指南

儲存

  • PAC 30%: 置於乾燥處,防潮。25kg HDPE袋裝,存放於棚下。保質期24個月。
  • 陰離子高分子聚合物A1110: 嚴格防潮(高分子聚合物吸溼性強,遇潮結塊)。存放於乾燥通風處,溫度< 40°C。開袋後立即用完。

陰離子高分子聚合物的配製

  1. 向配製罐中加入清水 — 水量按0.1%濃度計算(1 kg高分子聚合物 + 1000 L水)
  2. 開啟攪拌器,慢速60–80 rpm
  3. 將高分子聚合物緩慢撒入水中(不得一次性倒入)
  4. 連續攪拌45–60分鐘至高分子聚合物完全溶解
  5. 母液24小時內使用完畢,不超過48小時

安全

  • PAC和陰離子高分子聚合物固體形態無火災爆炸危險
  • 接觸時:戴手套、護目鏡、防塵口罩
  • 高分子聚合物粉末灑落時可能滑倒 — 立即清理

8. 為何選擇祿天化工的PAC + 高分子聚合物?

質量經檢驗:

  • PAC 30%按批COA,Al₂O₃含量≥ 30%,鹼化度40–85%
  • 陰離子高分子聚合物A1110正規進口,交貨前檢測粘度和溶解度
  • 質量控制流程按TCVN標準執行,由QC Phan Cẩm Thùy、Võ Thị Như Hòa檢測

供應穩定:

  • 全國6個倉庫(巴地頭頓、同奈、平陽、峴港、芹苴、北寧)
  • 胡志明市內4小時送達,南部和西部工業區24–48小時送達,北部和中部2–3天送達
  • PAC液態用5–30噸罐車,PAC/高分子聚合物粉末用卡車

技術支援:

  • 技術人員協助在客戶系統進行燒杯試驗以確定最佳用量
  • 針對具體水源提供復配諮詢

常見問題(FAQ)

1. PAC和高分子聚合物能混合在同一罐中再投加嗎?

不能。PAC和陰離子高分子聚合物必須分開投加,PAC先投,高分子聚合物後投。混合會使高分子聚合物在PAC的酸性環境中水解,失去橋接作用。

2. 陰離子高分子聚合物能在水中完全溶解嗎?

能,如果按正確流程配製:濃度0.1–0.3%,輕柔攪拌45–60分鐘。高分子聚合物完全溶解形成透明粘稠溶液。如果仍有白色懸浮顆粒,需延長攪拌時間。

3. 陰離子高分子聚合物用量需要隨季節變化嗎?

需要。雨季地表水濁度較高,高分子聚合物用量需增至1.5–2 mg/L。旱季濁度較低,高分子聚合物用量可降至0.5–1 mg/L。

4. 陰離子高分子聚合物可用於含鹽廢水嗎?

可以。陰離子高分子聚合物在高鹽度環境(可達35‰)中表現良好。海水處理系統的研究表明,將高分子聚合物用量分多次投加比一次性投加產生的絮體更密實。

5. 陰離子高分子聚合物過量有害嗎?

有害。過量(超過5 mg/L)會使絮體過大過粘,沉降緩慢甚至浮出水面。殘留高分子聚合物可能增加出水COD。務必透過燒杯試驗確定最佳用量。

6. PAC + 高分子聚合物能處理含油廢水嗎?

PAC + 陰離子高分子聚合物能有效處理含油廢水中的懸浮物,但需在絮凝前結合機械除油(隔油池、DAF)。

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本文由QC Phan Cẩm Thùy、Võ Thị Như Hòa — 祿天化工質檢部稽核。PAC 30%資料基於倉庫實際批次的COA。案例研究資料參考湄公河三角洲地區地表水處理研究和工業區系統執行資料。

QC: Phan Cẩm Thùy & Võ Thị Như Hòa。按批COA。熱線 0979 891 929。


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