O que é cloreto de polialumínio (PAC)? Usos, dosagem, segurança

Ó que é cloreto de polialumínio e por que é diferente do alúmen

Ó cloreto de polialumínio é uma família de sais de alumínio poliméricos produzido pela neutralização parcial do cloreto de alumínio. Ao contrário do alúmen (sulfato de alumínio), o PAC já é parcialmente hidrolisado, o que significa que contém uma distribuição de espécies de alumínio (incluindo formas polimerizadas) que são mais eficazes na formação de flocos fortes em uma janela operacional mais ampla.

Implicação prática chave

Como o PAC é pré-hidrolisado, normalmente consome menos alcalinidade do que o alume para o mesmo nível de coagulação. Em muitas plantas, isso se traduz em um controle mais estável do pH e na redução da necessidade de adição de alcalinidade quando a alcalinidade da água bruta é baixa.

• Alúmen: química mais simples, mas geralmente faixa de pH ideal mais estreita e maior demanda de alcalinidade.
• PAC: neutralização de carga mais forte e formação de flocos em doses mais baixas em muitas águas, especialmente em condições frias ou de baixa turbidez.

Como funciona o PAC no tratamento de água

Ó PAC remove a turbidez e a cor desestabilizando colóides carregados negativamente e substâncias orgânicas dissolvidas, permitindo que eles se agreguem em flocos que podem ser separados. Em operações práticas, o desempenho do PAC é normalmente explicado através de três mecanismos sobrepostos.

Mecanismos que importam operacionalmente

• Neutralização de carga: as espécies de alumínio neutralizam a carga superficial das partículas, reduzindo a repulsão para que as partículas possam colidir e aderir.
• Adsorção e ponte: espécies poliméricas adsorvem partículas e as conectam em agregados maiores.
• Varrer flocos (em doses mais altas): precipitados de hidróxido de alumínio podem enredar sólidos finos e alguns produtos orgânicos.

Um benefício operacional comum é a melhoria da resistência dos flocos: sob condições hidráulicas e de mistura comparáveis, os flocos gerados por PAC geralmente resistem melhor ao cisalhamento do que os flocos de alúmen, o que pode melhorar a estabilidade de clarificação e o tempo de execução do filtro.

Formulários, notas e especificações típicas que você verá

Ó PAC é vendido nas formas líquida e em pó. Os rótulos dos produtos geralmente especificam o conteúdo de alumínio (geralmente expresso como Al ₂ O ₃ ), basicidade (uma medida de pré-neutralização), densidade (para líquidos) e limites de impurezas relevantes para água potável ou requisitos de descarga industrial. Os valores variam de acordo com o fabricante, mas as faixas abaixo são comumente encontradas em compras e operações.

Para água potável, verifique se o produto PAC específico está aprovado para uso potável sob sua jurisdição e se seu fornecedor fornece um certificado de análise (CoA) atualizado mostrando limites de impurezas apropriados para consumo humano.

Onde o PAC é mais útil

O cloreto de polialumínio é selecionado principalmente quando os operadores precisam de remoção robusta de turbidez, melhor formação de flocos ou melhor desempenho em condições variáveis de água bruta. É usado em sistemas municipais e industriais.

Casos de uso de alto valor

• Esclarecimento de água potável: turbidez e redução de cor antes da filtração, muitas vezes com desempenho mais estável em estações mais frias.
• Águas superficiais com matéria orgânica natural: suporta a remoção de alguns produtos orgânicos dissolvidos que geram precursores de subprodutos de cor e desinfecção.
• Pré-tratamento de águas residuais industriais: separação de sólidos antes de DAF, sedimentação ou sistemas de membrana.
• Suporte à co-precipitação de fósforo: pode complementar os sistemas biológicos melhorando a captura de sólidos (os resultados específicos do local dependem da química e das licenças).

Como ponto de partida para muitas águas, as doses de PAC muitas vezes caem no 10–50mg/L faixa (como produto), mas eventos altamente turvos, alcalinidade incomum e alto teor de orgânicos podem aumentar as doses ideais. Sempre valide com testes de jar.

Como definir e otimizar uma dose de PAC na prática

A maneira mais defensável de determinar a dose de PAC é um teste de jarro vinculado a resultados mensuráveis (turbidez sedimentada, turbidez filtrada, UV254, cor ou perda de carga do filtro a jusante). Como os produtos PAC variam em basicidade e teor de alumínio, a otimização da dose deve ser expressa em “mg/L como produto” e “mg/L como Al ₂ O ₃ ”Para comparações consistentes.

Um fluxo de trabalho prático de teste de jar

1. Defina seu alvo: por exemplo, <0,3 turbidez filtrada NTU ou uma redução de cor/UV254 especificada.
2. Teste pelo menos 5 doses variando de baixa a alta (por exemplo, 5, 10, 20, 35, 50 mg/L como produto).
3. Mantenha a mistura consistente: mistura rápida para dispersão e, em seguida, floculação controlada para observar o tamanho e a resistência do floco.
4. Registrar o pH antes e depois da coagulação; se o pH variar, inclua testes paralelos com ajuste de alcalinidade.
5. Avalie a água decantada e, quando possível, simule a filtração (filtro de papel ou filtro de bancada) para identificar a dose que minimiza a turbidez e melhora a filtrabilidade.

Um padrão de otimização comum é que a clareza melhora rapidamente até certo ponto e depois estabiliza. A “melhor dose” operacional geralmente é a dose mais baixa que atende consistentemente às metas, preservando o tempo de operação do filtro e minimizando o custo dos produtos químicos.

Impactos operacionais: pH, alcalinidade, lodo e filtros

O PAC afeta mais do que apenas a remoção de turbidez. O desempenho diário da planta depende de como o PAC altera o pH, da quantidade de lodo produzido e se a filtração a jusante permanece estável.

pH e alcalinidade

Muitos sistemas consideram o PAC viável em uma janela de pH operacional de aproximadamente 5,5–9,0 , mas o verdadeiro ótimo é específico da água. Se a alcalinidade da água bruta for baixa, o PAC ainda pode diminuir o pH; a diferença é que muitas vezes o faz de forma menos agressiva do que o alume com desempenho equivalente, particularmente em graus de basicidade mais elevados.

Volume de lodo e desidratação

Dependendo da fonte de água e da dose, algumas instalações relatam um volume de lodo reduzido em comparação com o alume porque uma coagulação eficaz pode ser alcançada com uma adição de massa menor. Em termos práticos, é razoável tratar 10–30% redução de lamas como uma hipótese a validar durante um ensaio controlado, em vez de um resultado garantido.

Desempenho do filtro

• Se os flocos forem muito pequenos (subdose ou má mistura), a turbidez pode passar pelos clarificadores e filtros de carga, encurtando as execuções.
• Em caso de sobredosagem, pode ocorrer reversão de cobrança e a clareza pode piorar; isso é frequentemente visível como “pin floc” e turbidez elevada do efluente.
• O melhor ponto operacional normalmente mostra liquidação rápida , flocos resilientes e turbidez filtrada estável com perda de carga gerenciável.

Princípios básicos de manuseio, armazenamento e segurança

O PAC líquido é geralmente ácido e pode ser corrosivo para metais incompatíveis. O uso seguro e confiável requer seleção correta de materiais, contenção secundária e procedimentos operacionais claros para transferências e derramamentos.

Lista de verificação prática de manuseio

• Use tanques resistentes a produtos químicos e tubulações apropriadas para sais de alumínio ácidos (confirme a compatibilidade com a FDS do produto e as orientações do fornecedor).
• Mantenha a contenção secundária dimensionada para cenários de derramamento confiáveis ​​e proteja contra congelamento ou calor excessivo de acordo com as recomendações do fornecedor.
• Evite misturar PAC com produtos químicos incompatíveis em linhas compartilhadas ou coletores mal lavados; reações não intencionais podem causar precipitação e entupimento.
• Treinar os operadores sobre proteção contra respingos e etapas de primeiros socorros para soluções ácidas; siga a Ficha de Dados de Segurança (SDS).

Se você estiver mudando de sais de alúmen ou férricos, planeje uma transição em etapas: recalibre as bombas dosadoras, verifique a mistura do ponto de alimentação e valide a qualidade da água tratada sob condições médias e de pior caso de água bruta.

Como escolher um produto PAC e evitar modos de falha comuns

O “PAC” não é um produto químico uniforme na prática; os produtos diferem em basicidade, concentração de alumínio e controles de impurezas. A seleção deve ser orientada pelo objetivo do tratamento e pelas restrições operacionais, e não apenas pelo preço entregue.

Verificações de aquisição e comissionamento

• Confirme a qualidade do produto (potável versus industrial) e exija um CoA atual mostrando o teor de alumínio e impurezas relevantes.
• Padronize o relatório de doses: rastreie mg/L como produto and mg/L como Al ₂ O ₃ comparar fornecedores de forma justa.
• Verifique se o ponto de alimentação fornece dispersão imediata (mistura rápida) antes da floculação; a má dispersão é uma causa frequente do fraco desempenho.
• Execute testes de jar lado a lado ao trocar de produto; mesmo com o mesmo rótulo “PAC”, as doses ideais podem mudar materialmente.

Sinais e correções de solução de problemas

• Aumento da turbidez do efluente após um aumento de dose: suspeita de sobredosagem/reversão de carga; diminua a dose e confirme com o teste do frasco.
• Pin floc e má sedimentação: verificar a intensidade da mistura rápida e o posicionamento da pena de injeção; melhore a dispersão antes de mudar a química.
• Queda inesperada de pH: confirme a alcalinidade e considere PAC de maior basicidade ou adição de alcalinidade controlada.
• Obstrução de linha ou depósitos brancos: verifique se há mistura química incompatível, pontos mortos estagnados ou protocolos de lavagem insuficientes.

A conclusão operacional mais confiável é simples: O PAC funciona melhor quando o controle de dose, a mistura e o monitoramento são tratados como um sistema único . Otimizar apenas a dose química sem fixar dispersão, energia de floculação ou restrições de pH/alcalinidade geralmente limitará o desempenho.