كلوريد البولي ألمنيوم (PAC) هو مادة تخثر تستخدم على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي ومياه الشرب. كثيرًا ما يتساءل المشغلون عما إذا كانت إضافة PAC تؤدي إلى تغيير الرقم الهيدروجيني للمياه الجاري معالجتها. الإجابة المختصرة هي نعم: تؤدي إضافة PAC عادةً إلى انخفاض طفيف في الرقم الهيدروجيني، لأن التحلل المائي لـ PAC يطلق أيونات الهيدروجين في الماء. إن فهم هذا التأثير مهم للحفاظ على أداء تخثر مستقر وتلبية معايير جودة المياه.
هل يقلل PAC من الرقم الهيدروجيني؟
في معظم الحالات، نعم. يحتوي PAC على مجموعات الهيدروكسيل وأنواع الألومنيوم متعددة النوى التي تستمر في التحلل المائي بعد الجرعات. أثناء التحلل المائي، يتم إطلاق أيونات الهيدروجين، مما يجعل المياه المعالجة أكثر حمضية. عادة ما يكون التغيير طفيفًا، ولكن في المياه ذات القلوية المنخفضة-أو عند الجرعات العالية، يمكن أن يصبح انخفاض الرقم الهيدروجيني كبيرًا بدرجة كافية للتأثير على كفاءة التخثر وجودة المياه النهائية. ولذلك يوصى بمراقبة الرقم الهيدروجيني والتعديل عند الضرورة أثناء تطبيق PAC.
لماذا تخفض PAC درجة حموضة الماء
عندما يذوب PAC، تخضع أنواع الألومنيوم لتفاعلات التحلل المائي حيث تحرر كل خطوة بروتونًا. يتم تحييد أيونات الهيدروجين المنطلقة جزئيًا بواسطة القلوية الطبيعية للمياه؛ إذا كانت قلوية الماء محدودة، ينخفض الرقم الهيدروجيني. هذه هي نفس الآلية التي تجعل جميع مخثرات الألومنيوم والحديد منتجة للحمض الصافي، على الرغم من أن PAC أقل تحمضًا لكل وحدة من الألومنيوم من كبريتات الألومنيوم لأن جزءًا من تحييده قد حدث بالفعل أثناء التصنيع.
العوامل التي تؤثر على تحول الرقم الهيدروجيني
الجرعة: جرعات PAC الأعلى تطلق المزيد من أيونات الهيدروجين وتتسبب في انخفاض أكبر في الرقم الهيدروجيني.
قلوية المياه الخام: تعمل المياه ذات القلوية العالية على عزل الحمض وتظهر تغيرًا طفيفًا في درجة الحموضة؛ تنخفض المياه الناعمة والمنخفضة-القلوية بشكل أكبر.
نوع المنتج: PAC محضر بطرق مختلفة وبقيم أساسية مختلفة يؤثر على الرقم الهيدروجيني بدرجات مختلفة.
درجة الحرارة والاختلاط: تؤثر هذه العوامل على حركية التحلل المائي وبالتالي معدل إطلاق البروتونات.
مراقبة الرقم الهيدروجيني أثناء تطبيق PAC
في الممارسة العملية، يجب قياس الرقم الهيدروجيني قبل وبعد فترة قصيرة من تناول جرعات PAC، ومرة أخرى بعد التلبد إذا كانت العملية مستمرة. يعد الانخفاض بمقدار 0.2 إلى 0.5 وحدة هيدروجينية أمرًا شائعًا في المياه المعتدلة، بينما يمكن أن تحدث قطرات أكبر في المياه الغازية. نظرًا لأن أداء التخثر عادةً ما يكون مثاليًا في نافذة درجة حموضة معينة، عادةً ما بين 5.5 و8 لـ PAC، يجب على المشغل التأكد من أن الجرعات تحافظ على النظام داخل النطاق الفعال.
ضبط الرقم الهيدروجيني مع القلويات
إذا أدى تطبيق PAC إلى خفض الرقم الهيدروجيني إلى ما دون النطاق المستهدف، فيمكن رفع الرقم الهيدروجيني عن طريق إضافة مادة قلوية مثل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، أو الجير، أو رماد الصودا. يُفضل عادةً هيدروكسيد الصوديوم لأنه سهل الجرعة ولا يضيف صلابة. يمكن إضافة القلويات قبل مادة التخثر أو معها أو بعدها، اعتمادًا على تصميم العملية؛ تساعد اختبارات الجرة في تحديد الجرعة القلوية الصحيحة ونقطة الجرعات بحيث تتوافق جودة المياه النهائية مع المواصفات.
الأسئلة المتداولة
هل يخفض كلوريد الألومنيوم الرقم الهيدروجيني؟
نعم، عادةً ما يخفض PAC الرقم الهيدروجيني قليلاً لأن التحلل المائي الخاص به يطلق أيونات الهيدروجين. التأثير عادة ما يكون صغيرا ويعتمد على الجرعة وقلوية الماء.
كم يقلل PAC من الرقم الهيدروجيني؟
يتراوح الانخفاض عادةً بين حوالي 0.2 إلى 0.5 وحدة أس هيدروجيني في الماء المنظم، ولكن يمكن أن يكون أكبر في المياه ذات القلوية المنخفضة - أو عند الجرعات العالية.
كيف يمكنني تصحيح الرقم الهيدروجيني بعد جرعات PAC؟
أضف مادة كيميائية قلوية مثل هيدروكسيد الصوديوم أو الجير أو رماد الصودا، وجرّعها حسب نتائج اختبار الجرة للوصول إلى الرقم الهيدروجيني المستهدف.
هل PAC أكثر أو أقل تحمضًا من الشب؟
يكون PAC بشكل عام أقل تحمضًا من كبريتات الألومنيوم لكل وحدة من الألومنيوم، لأن جزءًا من التعادل يحدث أثناء التصنيع.
هل تؤثر منتجات PAC المختلفة على الرقم الهيدروجيني بشكل مختلف؟
نعم، يمكن أن يكون لـ PAC المحضر بطرق مختلفة وبقيم أساسية مختلفة تأثيرات مختلفة على الرقم الهيدروجيني، لذلك يجب تقييم المنتج المحدد عمليًا.
لماذا يعد التحكم في الرقم الهيدروجيني مهمًا في عملية التخثر؟
يعتمد أداء التخثر على الرقم الهيدروجيني لأنه يتحكم في الشحنة والنوع لكل من منتجات التحلل المائي للتخثر والجسيمات التي تتم إزالتها.
