Cloruro de polialuminio (a menudo abreviado como PAC ) es un coagulante inorgánico ampliamente utilizado en el tratamiento de agua potable y aguas residuales. Si estás preguntyo “ ¿Qué es el cloruro de polialuminio? ”, la respuesta más práctica es que es una coagulante a base de aluminio prehidrolizado diseñado para desestabilizar partículas finas y materia orgánica natural para que puedan eliminarse mediante sedimentación, flotación y filtración.
Qué es el cloruro de polialuminio y en qué se diferencia del alumbre
El cloruro de polialuminio es una familia de sales poliméricas de aluminio Se produce neutralizando parcialmente el cloruro de aluminio. A diferencia del alumbre (sulfato de aluminio), el PAC ya está parcialmente hidrolizado, lo que significa que contiene una distribución de especies de aluminio (incluidas formas polimerizadas) que son más efectivas para formar flóculos fuertes en una ventana operativa más amplia.
Implicaciones prácticas clave
Debido a que el PAC está prehidrolizado, normalmente consume menos alcalinidad que el alumbre para el mismo nivel de coagulación. En muchas plantas, esto se traduce en un control del pH más estable y una menor necesidad de adición de alcalinidad cuando la alcalinidad del agua bruta es baja.
- Alumbre: química más simple, pero a menudo con un rango de pH óptimo más estrecho y una mayor demanda de alcalinidad.
- PAC: neutralización de carga más fuerte y formación de flóculos en dosis más bajas en muchas aguas, especialmente en condiciones frías o de baja turbidez.
Cómo funciona el PAC en el tratamiento de agua
El PAC elimina la turbidez y el color al desestabilizar los coloides cargados negativamente y los compuestos orgánicos disueltos, lo que les permite agregarse en flóculos que pueden separarse. En operaciones prácticas, el desempeño del PAC generalmente se explica a través de tres mecanismos superpuestos.
Mecanismos que importan operativamente
- Neutralización de carga: Las especies de aluminio neutralizan la carga superficial de las partículas, reduciendo la repulsión para que las partículas puedan chocar y pegarse.
- Adsorción y puenteo: Las especies poliméricas se adsorben en partículas y las conectan en agregados más grandes.
- Flóculo de barrido (en dosis más altas): Los precipitados de hidróxido de aluminio pueden atrapar sólidos finos y algunos compuestos orgánicos.
Un beneficio operativo común es la mejora de la resistencia de los flóculos: en condiciones hidráulicas y de mezcla comparables, los flóculos generados por PAC a menudo resisten mejor el corte que los flóculos de alumbre, lo que puede mejorar la estabilidad de la clarificación y el tiempo de funcionamiento del filtro.
Formas, grados y especificaciones típicas que verá
El PAC se vende en forma líquida y en polvo. Las etiquetas de los productos suelen especificar el contenido de aluminio (a menudo expresado como Al 2 oh 3 ), basicidad (una medida de preneutralización), densidad (para líquidos) y límites de impurezas relevantes para el agua potable o los requisitos de descarga industrial. Los valores varían según el fabricante, pero los rangos siguientes se encuentran comúnmente en adquisiciones y operaciones.
| Parámetro | PAC líquido (típico) | PAC en polvo (típico) | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Contenido de aluminio (como Al 2 oh 3 ) | 10-18% | 28-30% | Establece cálculos de dosis y costo por volumen tratado. |
| basicidad | 40–70% | 50–80% | Una mayor basicidad a menudo significa un menor consumo de alcalinidad y un mejor rendimiento del agua fría. |
| pH (producto) | ~2–4 | N/A (sólido) | Corrosividad, compatibilidad y planificación de respuesta a derrames. |
| Insolubles | Bajo (definido por el proveedor) | Bajo (definido por el proveedor) | Los altos niveles de insolubles pueden ensuciar los puntos de inyección y sesgar la dosis-respuesta. |
| Límites de impurezas de grado potable | Especificado en CoA | Especificado en CoA | Crítico para el cumplimiento del agua potable y la protección de la salud pública. |
Para el agua potable, verifique que el producto PAC específico esté aprobado para uso potable bajo su jurisdicción y que su proveedor proporcione un certificado de análisis (CoA) vigente que muestre los límites de impurezas apropiados para el consumo humano.
Dónde es más útil el PAC
El cloruro de polialuminio se selecciona principalmente cuando los operadores necesitan una eliminación sólida de la turbidez, una mejor formación de flóculos o un mejor rendimiento en condiciones variables de agua cruda. Se utiliza tanto en sistemas municipales como industriales.
Casos de uso de alto valor
- Clarificación del agua potable: reducción de turbidez y color antes de la filtración, a menudo con un rendimiento más estable en estaciones más frías.
- Aguas superficiales con materia orgánica natural: apoya la eliminación de algunos compuestos orgánicos disueltos que impulsan el color y los precursores de subproductos de desinfección.
- Pretratamiento de aguas residuales industriales: Separación de sólidos antes de DAF, sedimentación o sistemas de membrana.
- Apoyo a la coprecipitación de fósforo: puede complementar los sistemas biológicos mejorando la captura de sólidos (los resultados específicos del sitio dependen de la química y los permisos).
Como punto de partida para muchas aguas, las dosis de PAC a menudo caen en el 10 a 50 mg/l (como producto), pero los eventos muy turbios, la alcalinidad inusual y los altos niveles de compuestos orgánicos pueden aumentar las dosis óptimas. Valide siempre con pruebas de jarra.
Cómo configurar y optimizar una dosis de PAC en la práctica
La forma más defendible de determinar la dosis de PAC es una prueba de jarra vinculada a resultados mensurables (turbidez sedimentada, turbidez filtrada, UV254, color o pérdida de carga del filtro aguas abajo). Debido a que los productos PAC varían en basicidad y contenido de aluminio, la optimización de la dosis debe expresarse tanto en “mg/L como producto” como en “mg/L como Al”. 2 oh 3 ”para comparaciones consistentes.
Un flujo de trabajo práctico de prueba de frascos
- Defina su objetivo: por ejemplo, <0,3 NTU de turbidez filtrada o un color específico/reducción UV254.
- Pruebe al menos 5 dosis que van de baja a alta (por ejemplo, 5, 10, 20, 35, 50 mg/L como producto).
- Mantenga una mezcla consistente: mezcla rápida para dispersión, luego floculación controlada para observar el tamaño y la fuerza del flóculo.
- Registre el pH antes y después de la coagulación; si el pH varía, incluya pruebas paralelas con ajuste de alcalinidad.
- Evaluar el agua sedimentada y, cuando sea posible, simular la filtración (filtro de papel o filtro de mesa) para identificar la dosis que minimice la turbiedad y mejore la filtrabilidad.
Un patrón de optimización común es que la claridad mejora rápidamente hasta cierto punto y luego se estabiliza. La “mejor dosis” operativa suele ser la dosis más baja que cumple consistentemente los objetivos y al mismo tiempo preserva el tiempo de funcionamiento del filtro y minimiza el costo de los productos químicos.
ohperational impacts: pH, alkalinity, sludge, and filters
El PAC afecta más que solo la eliminación de turbidez. El rendimiento diario de la planta depende de cómo el PAC cambia el pH, la cantidad de lodo que se produce y si la filtración posterior permanece estable.
pH y alcalinidad
Muchos sistemas consideran que el PAC es viable en una ventana operativa de pH de aproximadamente 5,5–9,0 , pero el verdadero óptimo es específico del agua. Si la alcalinidad del agua cruda es baja, el PAC aún puede reducir el pH; la diferencia es que a menudo lo hace de manera menos agresiva que el alumbre con un rendimiento equivalente, particularmente en grados de basicidad más altos.
Volumen de lodos y deshidratación.
Dependiendo de la fuente de agua y la dosis, algunas instalaciones informan un volumen de lodo reducido en comparación con el alumbre porque se puede lograr una coagulación efectiva con una adición de masa menor. En términos prácticos, es razonable tratar 10-30% la reducción de lodos como una hipótesis a validar durante un ensayo controlado, en lugar de un resultado garantizado.
Rendimiento del filtro
- Si los flóculos son demasiado pequeños (dosis insuficiente o mezcla deficiente), la turbidez puede pasar a través de clarificadores y filtros de carga, acortando los ciclos.
- En caso de sobredosis, puede ocurrir una inversión de carga y la claridad puede empeorar; Esto a menudo es visible como “pin floc” y turbidez elevada del efluente.
- El mejor punto de funcionamiento normalmente muestra asentamiento rápido Flóculo resistente y turbidez filtrada estable con pérdida de carga manejable.
Elementos esenciales de manipulación, almacenamiento y seguridad.
El PAC líquido es generalmente ácido y puede ser corrosivo para metales incompatibles. El uso seguro y confiable requiere una selección correcta de materiales, contención secundaria y procedimientos operativos claros para transferencias y derrames.
Lista de verificación de manejo práctico
- Utilice tanques resistentes a productos químicos y tuberías apropiadas para sales ácidas de aluminio (confirme la compatibilidad con la SDS del producto y la guía del proveedor).
- Mantenga una contención secundaria del tamaño adecuado para escenarios de derrames creíbles y protéjala del congelamiento o el calor excesivo según las recomendaciones del proveedor.
- Evite mezclar PAC con productos químicos incompatibles en líneas compartidas o colectores mal lavados; reacciones no deseadas pueden causar precipitación y obstrucción.
- Capacitar a los operadores sobre protección contra salpicaduras y pasos de primeros auxilios para soluciones ácidas; siga la Hoja de datos de seguridad (SDS).
Si está cambiando de sales de alúmina o férricas, planifique una transición por etapas: recalibre las bombas dosificadoras, verifique la mezcla del punto de alimentación y valide la calidad del agua tratada en las condiciones promedio y en las peores condiciones del agua cruda.
Cómo elegir un producto PAC y evitar modos de falla comunes
El “PAC” no es una sustancia química uniforme en la práctica; Los productos difieren en basicidad, concentración de aluminio y controles de impurezas. La selección debe estar determinada por el objetivo de su tratamiento y las limitaciones operativas, no solo por el precio de entrega.
Controles de adquisición y puesta en servicio.
- Confirme el grado del producto (potable versus industrial) y solicite un CoA actual que muestre el contenido de aluminio y las impurezas relevantes.
- Estandarizar los informes de dosis: realizar un seguimiento mg/L como producto and mg/L como Al 2 oh 3 comparar proveedores de manera justa.
- Verifique que el punto de alimentación proporcione dispersión inmediata (mezcla rápida) antes de la floculación; La mala dispersión es una causa frecuente de bajo rendimiento.
- Ejecute pruebas de frascos en paralelo al cambiar de producto; Incluso con la misma etiqueta “PAC”, las dosis óptimas pueden variar sustancialmente.
Señales y soluciones de problemas
- Aumento de la turbidez del efluente después de un aumento de dosis: sospecha de sobredosis/inversión de carga; reduzca la dosis y confirme con la prueba del frasco.
- Flóculo de pines y mala sedimentación: verificar la intensidad de la mezcla rápida y la colocación de la pluma de inyección; mejorar la dispersión antes de cambiar la química.
- Caída inesperada del pH: confirme la alcalinidad y considere PAC de mayor basicidad o la adición de alcalinidad controlada.
- Obstrucción de líneas o depósitos blancos: verifique si hay mezclas químicas incompatibles, tramos muertos estancados o protocolos de lavado insuficientes.
La conclusión operativa más confiable es simple: PAC funciona mejor cuando el control de dosis, la mezcla y el monitoreo se tratan como un solo sistema . Optimizar solo la dosis química sin fijar la dispersión, la energía de floculación o las limitaciones de pH/alcalinidad generalmente limitará el rendimiento.
