Một cách khác làm các hạt keo co cụm thành bông cặn
lớn dễ lắng là dùng các tác nhân thích hợp “khâu” chúng
lại thành các hạt lớn hơn đủ lớn, nặng để lắng. Hiện
tượng này được gọi là hiện tượng tạo bông được thực
hiện nhờ những phân tử các chất cao phân tử tan trong
nước và có ái lực tốt với các hạt keo hoặc các hạt cặn
nhỏ. Khác với keo tụ có tính thuận nghịch, các chất có khả
năng tạo bông được gọi là các chất tạo bông hay trợ keo
tụ, quá trình tạo bông là bất thuận nghịch
12 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 5830 | Lượt tải: 4
Bạn đang xem nội dung tài liệu Cơ chế keo tụ -Tạo bông, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Cơ chế keo tụ - tạo bông
được triệt tiêu. Hiện tượng keo tụ có tính thuận nghịch
nghĩa là hạt keo đã keo tụ lại có thể tích điện trở lại và trở
nên bền (xem phần tiếp theo). Các hoá chất gây keo tụ
thường là các loại muối vô cơ và được gọi là chất keo
tụ.Hiện tượng các hạt keo cùng loại có thể hút nhau tạo
thành những tập hợp hạt có kích thước và khối lượng đủ
lớn để có thể lắng xuống do trọng lực trong thời gian đủ
ngắn được gọi là hiện tượng keo tụ. Hiện tượng này xảy
ra khi thế
Một cách khác làm các hạt keo co cụm thành bông cặn
lớn dễ lắng là dùng các tác nhân thích hợp “khâu” chúng
lại thành các hạt lớn hơn đủ lớn, nặng để lắng. Hiện
tượng này được gọi là hiện tượng tạo bông được thực
hiện nhờ những phân tử các chất cao phân tử tan trong
nước và có ái lực tốt với các hạt keo hoặc các hạt cặn
nhỏ. Khác với keo tụ có tính thuận nghịch, các chất có khả
năng tạo bông được gọi là các chất tạo bông hay trợ keo
tụ, quá trình tạo bông là bất thuận nghịch.
Như vậy, để kết tủa hệ keo có thể sử dụng các cách sau
đây:
1. Phá tính bền của hệ keo (do lực đẩy tĩnh điện) bằng
cách thu hẹp lớp điện kép tới mức thế zeta = 0, khi đó lực
đẩy tĩnh điện hạt – hạt bằng không, tạo điều kiện cho các
hạt keo hút nhau bằng các lực bề mặt tạo hạt lớn hơn dễ
kết tủa. Cách này có thể thực hiện khi cho hạt keo hấp
phụ đủ điện tích trái dấu để trung hoà điện tích hạt keo.
Điện tích trái dấu này thường là các ion kim loại đa hoá trị.
bám dính (hiệu ứng quét).2. Tạo điều kiện cho các hạt
keo va chạm với các bông kết tủa của chính chất keo tụ
nhờ hiện tượng hấp phụ
3. Dùng những chất cao phân tử – trợ keo tụ để hấp phụ
“khâu” các hạt nhỏ lại với nhau tạo hạt kích thước lớn (gọi
là bông hay bông cặn) dễ lắng.
Việc xử lý nước bằng phèn nhôm, và PAA nhằm thực hiện
đồng thời một, hai hay cả ba giải pháp trên.
• Hiện tượng co lớp điện kép nhằm giảm thế zeta
Khi cho các muối có điện tích cation khác nhau vào dung
dịch keo đất (âm), ví dụ muối Na+, Ca2+, Al3+ người ta
thấy với cùng một lượng keo âm tích điện như nhau
lượng muối gây keo tụ giảm nếu điện tích cation tăng, đối
với hệ trên để gây hiện tượng keo tụ ta có tỉ lệ nồng độ
các muối sử dụng tuân theo tỷ lệ gần đúng (MZ+ là kí hiệu
ion kim loại, z là số điện tích):
M+: M2+: M3+ = 1 : 1/(30:50) : 1/(1500:2500) (15.4)
Đây là quy tắc Schulze - Hardy (1890) nói nên khả năng
gây keo tụ của các ion trái dấu. Như vậy ion trái dấu trung
hoà bớt điện tích hạt keo, lớp điện kéo bị ép lại tới mức
zeta = 0, lực hút Van Der Waals và các lực bề mặt khác
sẽ thắng lực đẩy tĩnh điện, các hạt nhỏ sẽ hút nhau tạo
hạt lớn hơn lắng được. Ta thấy điều này rất rõ qua sự bồi
đắp nhanh chóng các cửa sông khi nước phù sa (các hạt
keo đất) gặp nước mặn và phù sa nhanh chóng bị lắng.
Hình 6.3- Dụng cụ xác định khả năng keo tụ - phương
pháp thử trong cốc
Hình 6.4- Các đường keo tụ đối với bốn loại chất keo tụ
Như vậy, theo quy tắc này chất keo tụ thích hợp nhất là
các muối Al3+ hay Fe3+ có điện tích lớn nhất trong số các
muối kim loại phổ biến và không độc. Điều này cũng dễ
dàng chứng minh được bằng thực nghiệm.
Nếu dùng phương pháp thử keo tụ trong cốc (hình 6.3) và
khảo sát độ đục của nước thử theo thời gian sau khi cho
thêm chất keo tụ ở hình 6.4(a) ta thấy lượng Al3+ dùng để
xử lý nước đạt độ trong cần thiết nhỏ hơn nhiều so với
Ca2+ và Na+.
Tuy nhiên thử keo tụ theo hình 6.4(a) chưa nói lên vai trò
đầy đủ của chất keo tụ nói chung. Khi trong hệ có chất
keo tụ, ta có tuơng tác tay ba: chất keo tụ - hạt keo - dung
môi.
• Sự hấp phụ điện tích trái dấu để trung hoà điện tích hạt
keo
Khác với các chất điện ly thông dụng (ví dụ: NaCl phân ly
thành Na+ gây keo tụ hạt keo đất do điện tích trái dấu) có
thể cho vào hệ một lượng nhiều hơn lượng gây keo tụ cần
thiết (ví dụ với NaCl là >dung môi (nước) giảm như vậy
hạt keo lắng nhanh hơn.= 10-1 M), đối với chất keo tụ
hữu cơ hoặc cao phân tử tan trong nước sự “quá tay” sẽ
dẫn đến hiệu ứng ngược. Điều này thấy rất rõ qua hình
6.4(b) và 6.4(d) ứng với hai chất keo tụ-tạo bông tổng hợp
là (dodecylamin) và polyacrylamit (PAA): lúc đầu keo tụ rất
tốt ở nồng độ 10-4 M đối với và ~ 10-7 M với PAA (độ đục
giảm mạnh), sau đó độ đục lại tăng do tính làm bền keo
của chất cho thêm ở nồng độ vượt yêu cầu keo tụ đối với
hệ keo khảo sát. Đó là vì ở nồng độ thấp chất cao phân tử
hấp phụ lên hạt keo âm, trung hoà điện tích trái dấu nhờ
các nhóm chức mang điện dương làm triệt tiêu lực đẩy
tĩnh điện giữa các hạt keo, thúc đẩy quá trình keo tụ–lắng.
Mặt khác, phần kỵ nước của phân tử chất cho thêm quay
ra ngoài sẽ đẩy bớt nước ra khỏi bề mặt hạt keo, tương
tác hạt keo
Nếu cho quá nhiều chất keo tụ, ví dụ đối với quá 4.104 M
sẽ xảy ra hiện tượng hạt keo sau khi được trung hoà điện
tích sẽ hấp phụ thêm chất keo tụ mang điện. Khi đó ta có
hiện tượng đổi dấu điện tích bề mặt, thay vì điện tích âm
lúc đầu, hạt keo sẽ tích điện dương của chất cho thêm,
lực đẩy tĩnh điễn sẽ tái xuất hiện và hệ keo lại trở nên
bền. Điều này không xảy ra đối với Na+ vì tính hấp phụ
yếu của Na+. Đây là hiệu ứng đảo dấu hạt keo, cản trở
quá keo tụ (h. 6.4(b)).
của hạt keo âm để gây keo tụ. Khi tăng nồng độ hiện
tượng đảo dấu hạt keo cũng xảy ra lúc đầu tương tự như
ở hình 6.4(c), nhưng sau đó, nếu tăng tiếp nồng độ
lênĐối với muối Al3+ nhờ điện tích lớn, khả năng hấp
phụ mạnh sẽ có hai ngưỡng nồng độ. Ngưỡng thứ nhất, ở
nồng độ thấp (khoảng 10–4-10–5 M) bản chất hiện tượng
tương tự như đối với Na+ và ở nồng độ thấp, các ion Al3+
sẽ nhanh chóng trung hoà thế > 10-2 M dung dịch lại trở
nên trong hơn nhờ hiện tượng bông cặn Al(OH)3 hình
thành nhiều sẽ quét theo hạt keo kết tủa rơi xuống. Đây là
hiện tượng keo tụ quét, là cơ sở để sử dụng phèn nhôm
như chất keo tụ phổ biến nhất hiện nay. Nồng độ Al3+
trong khoảng 10–4 - 10–5 M (khoảng chục mg phèn
nhôm/L) chính là nồng độ phèn nhôm hay sử dụng trong
xử lí nước cấp.
• Lôi kéo hạt keo bằng bông cặn
tạo bôngHình 6.5- Mô hình quá trình keo tụ
(a) Sự đẩy giữa các hạt keo cùng dấu; (b) Hiện tượng co
lớp điện kép và sự hút nhau giữa các hạt keo bị trung hoà
về điện; (c) Hiện tượng tạo bông nhờ PAA: các hạt keo
âm bị phân tử PAA “khâu lại” thành bông lớn.
Hiện tượng chất keo tụ (Al2(SO)3 và FeCl3) tạo bông kết
tủa hyđroxit có kích thước lớn, khi sa lắng kéo theo các
hạt keo có thể thấy rõ ở hình 6.4(c). Điều này đã được
phân tích trên cơ sở hiệu ứng keo tụ quét của phèn nhôm
ở trên.
• Tạo điều kiện “khâu” các hạt cặn lơ lửng bằng phân tử
polyme
Một số polime tan trong nước, ví dụ PAA, có khả năng
“khâu” các hạt keo lại với nhau nhờ tương tác giữa hạt
keo với các nhóm chức khác dấu hoặc bằng lực hấp phụ
(hình 6.5), nhờ quá trình này bông cặn trở lên to hơn,
nặng hơn và dễ lắng.
Chú ý: do hiệu ứng đảo dấu hạt keo nên khi sử dụng các
chất keo tụ nhất là các chất tạo bông cao phân tử nhất
thiết phải có thí nghiệm để định lượng vừa đủ hoá chất
đưa vào, mật độ thử tuỳ diễn biến chất lượng nước cần
xử lí, chưa kể đến các yếu tố ảnh hưởng khác.
Chất keo tụ và các yếu tố ảnh hưởng
1 Phèn nhôm (n = 14 -18)
Đây là chất keo tụ phổ biến nhất, đặc biệt là ở Việt Nam.
Khi dùng phèn nhôm làm chất keo tụ sẽ xảy ra phản ứng
thuỷ phân:
Nếu trong nước thiếu độ kiềm (ĐK), pH sẽ giảm; nếu đủ
ĐK sẽ có phản ứng:
Hình 6.6- ảnh hưởng của pH và liều lượng đến khả năng
gây keo tụ của phèn nhôm
Theo phương trình (15.6) cứ 342 mg khan, hàm lượng
100% cần 6 mđl. ĐK (HCO3–). Nếu ĐK trong nước không
đủ thì cần bổ sung vôi hoặc sôđa để bù, nếu không pH sẽ
hạ. Lượng kiềm cần (K) tính theo công thức:
K = F(6/324) – ĐK + 1 = 0,0175F – ĐK + 1 (6.7)
Trong đó:
K = lượng kiềm cần thêm, mđl/L ;
F = lượng phèn, mg/L;
ĐK = độ kiềm của nước, mđl/L.
Để chuyển đổi ra đơn vị g/L, đối với vôi K sau khi tính theo
pt. (6.7) cần nhân với 37; đối với sôđa nhân với 58.
Khi sử dụng phèn nhôm hay bất kì chất keo tụ nào khác
cần lưu ý nồng độ và vùng pH tối ưu (hình 6.6), pH hiệu
quả tốt nhất với muối nhôm là khoảng 5,5 - 7,0.
Có thể dùng phèn kép để thay phèn nhôm, mọi quy luật
tương tự phèn nhôm song giá đắt hơn nhiều. Không dùng
trong xử lí nước cấp vì gây nhiễm amôni.
ở các nước công nghiệp người ta có đòi hỏi rất cao về độ
trong của nước lọc. Nếu đo bằng độ đục kế thì độ đục
nước lọc phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,1 đến 3 NTU (AWWA
Task Group 225 M).
Thậm chí khi nước có độ đục rất thấp 0,1 NTU vẫn có rất
nhiều cặn không thể thấy bằng mắt thường. Nó có thể là
những hạt cặn rất tinh chưa bị tác động của chất keo tụ
hoặc bản thân những mảnh vỡ nhỏ của các bông kết tủa
chất keo tụ không thể lắng – lọc được. Người ta đã xác
định được ứng với SS = 0,1 mg/L có thể có tới 200 triệu
hạt cỡ 0,1 um là các mảnh của bông cặn có p = 1,01. Tuy
nhiên đây là đại lượng không nguy hiểm vì chỉ ứng với
hàm lượng Al3+ bằng 0,06 mg/L (theo QĐ BYT
1329/2002, hàm lượng Al <=0,2 mg/L).
ở Việt Nam phèn nhôm được sản xuất ở các nhà máy hoá
chất Việt Trì, Tân Bình ... và có hàm lượng nhôm quy về
Al2O3 là khoảng 14% (đối với hoá chất tinh khiết là
15,1%). Do độ ngậm nước rất thay đổi nên cần định
lượng hàm lượng nhôm khi sử dụng.
2 Muối sắt hoặc (n = 1 - 6)
Muối sắt chưa phổ biến ở Việt Nam nhưng rất phổ biến ở
các nước công nghiệp. Hoá học của muối sắt tương tự
như muối nhôm nghĩa là khi thuỷ phân sẽ tạo axit, vì vậy
cần đủ độ kiềm để giữ pH không đổi.
(6.8)
So với phèn nhôm muối sắt có ưu thế là vùng pH tối ưu
rộng hơn, từ 5 đến 9, bông cặn bền hơn và nặng hơn nên
lắng tốt hơn, lượng sắt dư thấp hơn.
Các polime nhôm, sắt
1. ưu điểm và nhược điểm của phèn nhôm trong xử lí
nước
Như đã nêu, trong công nghệ xử lí nước cấp (và ở mức
độ nhất định công nghệ xử lí nước thải và một số công
nghệ khác) công nghệ keo tụ mà theo truyền thống chất
keo tụ là phèn nhôm (Al2(SO4)3) đóng vai trò quan trọng.
Vai trò của phèn nhôm là ở chỗ, khi được đưa vào nước
cần xử lí chứa cặn lơ lửng đầu tiên nó phải hoà tan tạo
Al3+ để trung hoà điện tích các hạt keo âm, sau đó Al3+
thuỷ phân tạo bông cặn là Al(OH)3, trong bể lắng bông
cặn kết tủa kéo theo cặn lơ lửng cần xử lí (keo tụ quét) và
làm trong nước. Như vậy phá độ bền hệ keo bằng ít nhất
là hai trong 3 cách đầu nêu trong mục 6.4. Trong thực tế
phèn cũng thực hiện cả cách thứ ba là tạo bông nếu thiết
kế khu vực tạo bông tốt, tạo điều kiện cho các bông cặn
nhỏ tiếp xúc tốt để tạo các bông lớn. Công đoạn keo tụ
làm trong nước (dân gian gọi là đánh phèn) là một bước
kĩ thuật quan trọng trong dây chuyền công nghệ xử lí
nước mặt và các loại nước nhiều cặn lơ lửng khác (kể cả
các loại nước thải).
ưu điểm chính của phương pháp keo tụ bằng phèn nhôm
• Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm (và cả sắt(III)), nhờ
điện tích 3+, có năng lực keo tụ thuộc loại cao nhất (quy
tắc Shulz-Hardy) trong số các loại muối ít độc hại mà loài
người biết.
• Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ.
• Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm là công nghệ tương
đối đơn giản, dễ kiểm soát, phổ biến rộng rãi.
Nhược điểm chính của phèn nhôm nằm trong bản chất
quá trình keo tụ bằng muối kim loại [5].
Quá trình keo tụ bởi muối kim loại MZ+ gồm các bước
theo thứ tự:
1. Tạo các hạt gây keo tụ hạt keo âm (ví dụ phèn nhôm
phân li tạo Al3+).
2. Làm mất ổn định hạt keo nhờ phá tương tác tĩnh điện,
ví dụ Al3+ trung hoà điện tích âm của hạt keo (hạt keo
trong nước thường tích điện âm, như vậy các hạt keo
cùng điện tích có xu thế đẩy nhau nên khá bền), khi đó
các hạt keo dễ dàng hút nhau nhờ các lực phân tử để tạo
thành các hạt lớn hơn.
3. Tạo bông: trước hết Al3+ thuỷ phân tạo . Tiếp theo các
hạt có xu thế "dính" vào nhau tạo các bông cặn lớn, dễ
dàng kết tủa dưới tác dụng của trọng lực. Trên đường đi
các bông cặn lớn này lại "quét" những hạt nhỏ để làm
trong nước.
Khi cho hoá chất keo tụ vào nước để thực hiện quá trình
thuỷ phân (muối nhôm) và để các hạt Al3+ tiếp xúc tốt với
các hạt keo cần xử lí ta phải khấy mạnh, đó là các bước
1, 2. Bước 3 cần khấy chậm để tạo điều kiện cho các hạt
cặn nhỏ mới hình thành va chạm, tạo bông cặn to hơn dễ
lắng hơn.
Nếu chất keo tụ là phèn nhôm (hay sắt) ta có [5]:
Thuỷ phân và hấp phụ: micro giây
Tạo thành hạt nhỏ: 1 giây
Tạo kết tủa Al(: 1-7 giây
Như vậy quá trình thuỷ phân tạo kết tủa Al(OH)3 quá
nhanh, tính bằng micro giây và giây, khi đó ion Al3+ chưa
kịp thực hiện chức năng của chúng (bước 1, 2) đã bị
chuyển hoá thành kết tủa không có khả năng trung hoà
điện tích các hạt keo, suy ra chi phí hoá chất sẽ lớn hơn
thực tế cần. Điều này dẫn tới chi phí hoá chất cao, lượng
bùn sinh ra cần xử lí lớn hơn thực cần.
Mặt khác, bản thân cũng có độ tan nhất định dẫn tới nguy
cơ nước bị nhiễm Al3+ - một tác nhân gây bệnh Alzmeyer
[6].
Những yếu điểm đã nêu cùng với tính công nghệ không
cao của muối nhôm (sắt) cổ điển (nhạy cảm với pH, nhiệt
độ ...) đã thúc đẩy việc nghiên cứu các muối polime vô cơ
(Al, Fe) có khả năng keo tụ cao hơn, ít nhạy môi trường
hơn và ít độc hơn.
2. Sự phát triển của các sản phẩm polime vô cơ
ưu thế của polime vô cơ trong công nghệ xử lí nước,
trước hết là PAC (PolyAluminiumChloride) so với phèn
được phát hiện từ những năm 1960-70 và được ứng dụng
công nghiệp từ 1980 [7-14].
Trước khi có khái niệm về PAC, để làm trong nước phèn
nhôm (hoặc sắt) được sử dụng như sau:
Dung dịch phèn được định lượng vào nước cần xử lí,
khấy mạnh cho tan đều đồng thời chỉnh pH về gần pH7 rồi
cho nước qua bể tạo bông và lắng. Công nghệ này hiện
nay vẫn áp dụng ở Việt Nam. Tới những năm 60-70 cho
tới đầu những năm 80 khi phát hiện ra hiệu ứng của phèn
được trung hoà một phần (Pre-neutralised alum tức là
PAC) thì dung dịch PAC thường được ứng dụng dưới
dạng dung dịch phèn được trung hoà tại chỗ. Khi đó bản
chất dung dịch PAC và bản thân quá quá trình keo tụ
bằng PAC còn chưa được rõ. Do sự thiếu hiểu biết về
thành phần và bản chất các hạt trong hệ PAC, ngoài ra
PAC còn chưa được sản xuất dưới dạng sản phẩm
thương mại (dạng bột) nên kĩ thuật này bị hạn chế sử
dụng mặc dù ưu thế đã được chứng minh bằng thực tế.
Việc điều chế PAC tại chỗ rất phức tạp, nhiều khi dung
dịch chuẩn bị trước bị mất hoạt tính sau 24 giờ [13].
Để khắc phục những nhược điểm trên nhiều nghiên cứu
chế tạo PAC dạng bột thương phẩm được tiến hành chủ
yếu vào những năm 1980. Đồng thời là hàng loạt công bố
liên quan đến bản chất của quá trình hình thành các hạt
polime quyết định đến khả năng keo tụ tiên tiến của PAC
[15, 16].
Sự thành công của PAC dẫn đến sự ra đời của hàng loạt
sản phẩm tương tự trong những năm 1990. Ví dụ, theo
sau sự thành công của PAC người ta đã chế tạo và ứng
dụng thành công PASS-PolyAluminiumSilicateSulphate).
Tiếp theo sự ra đời của các polime nhôm, do sự lo ngại về
ảnh hưởng của dư lượng nhôm trong nước ăn uống
người ta chuyển sự chú ý sang các polime sắt PFC
(PolyFerric Chloride) và PFS (PolyFerric Sulphate).
Tóm lại thành công trong nghiên cứu sản xuất PAC và
sau đó là PFC dẫn tới sự thay thế đánh phèn cổ điển
bằng PAC và bằng PFC.
Trong những năm 1990 các loại PFS bắt đầu được coi
trọng. Ngoài ra còn phải kể đến polime hỗn hợp nhôm-sắt
PAFS (Poly-Alumino-Ferric Sulphate).
3. Sự hình thành các hạt polyme nhôm trong dung dịch
Sự hình thành các hạt polyme nhôm trong dung dịch được
làm rõ từ những năm 1980. Đây là cơ sở khoa học để sản
xuất PAC cũng như ứng dụng PAC.
Hoá học của quá trình keo tụ:
Thông thường khi keo tụ chúng ta hay dùng muối clorua
hoặc sulphát của Al(III) hoặc Fe(III). Khi đó, do phân li và
thuỷ phân ta có các hạt trong nước: Al3+, Al(OH)2+,
Al(OH)2+, Al(OH) phân tử và Al(OH)4-, ba hạt polime:
Al_2(OH)_24+, Al_3(OH)_45+ và Al_13O_4(OH)_247+ và
Al(OH)_3 rắn. Trong đó gọi tắt là Al13 là tác nhân gây keo
tụ chính và tốt nhất.
Với Fe(III) ta có các hạt: Fe3+, Fe(OH)2+, Fe(OH)2+,
Fe(OH) phân tử và Fe(OH)4-, polime: và rắn. Các dạng
polime hoặc
Trong công nghệ xử lí nước thông thường, nhất là nước
tự nhiên với pH xung quanh 7 quá trình thuỷ phân như đã
nêu xảy ra rất nhanh, tính bằng micro giây, khi đó hạt Al3+
nhanh chóng chuyển thành các hạt polime rồi hyđroxit
nhôm trong thời gian nhỏ hơn giây mà không kịp thực
hiện chức năng của chất keo tụ là trung hoà điện tích trái
dấu của các hạt cặn lơ lửng cần xử lí để làm chúng keo
tụ.
Khi sử dụng PAC quá trình hoà tan sẽ tạo các hạt polime
Al13, với điện tích vượt trội (7+), các hạt polime này trung
hoà điện tích hạt keo và gây keo tụ rất mạnh, ngoài ra tốc
độ thuỷ phân của chúng cũng chậm hơn Al3+ rất nhiều,
điều này tăng thời gian tồn tại của chúng trong nước
nghĩa là tăng khả năng tác dụng của chúng lên các hạt
keo cần xử lí, giảm thiểu chi phí hoá chất. Ngoài ra, vùng
pH hoạt động của PAC cũng lớn gấp hơn 2 lần so với
phèn, điều này làm cho việc keo tụ bằng PAC dễ áp dụng
hơn. Hơn nữa, do kích thước hạt polime lớn hơn nhiều so
với Al3+ (cỡ 2 nm so với nhỏ hơn 0,1 nm) nên bông cặn
hình thành cũng to và chắc hơn, thuận lợi cho quá trình
lắng tiếp theo.
Cơ chế hình thành Al13:
Trong nước Al3+ có số phối trí 4 và 6, khi đó khả năng tồn
tại dưới dạng tứ diện Al(OH)4- hay còn gọi là tế bào T4,
hoặc bát diện Al(OH)_4(H_2O)2-
Hình 15.7- Cấu trúc Keggin của PAC
Tế bào T4 này là mầm để hình thành cái gọi là cấu trúc
Keggin với tâm là tế bào T4 và 12 bát diện bám xung
quanh, khi đó ta có cấu trúc ứng với công thức
Al12AlO4(OH)247+. Người ta cho rằng khi cho kiềm vào
dung dịch Al3+, khi ion Al3+ tiếp xúc với các giọt kiềm thì
đó là lúc hình thành các tế bào T4. Tiếp theo các bát diện
vây quanh T4 tạo Al13, như vậy có thể coi bước tạo T4 là
bước quyết định trong công nghệ chế tạo Al13 thành phần
chính của PAC.
Điều kiện đã nêu rất khó gặp trong quá trình thuỷ phân
thông thường trong công nghệ xử lí nước, vì vậy hiện
PAC chỉ được sản xuất trong công nghiệp, việc nghiên
cứu chế tạo cũng được xúc tiến ở Việt Nam