Il-pH huwa l-aktar fattur kruċjali li jaffettwa l-effettività tal-koagulanti tal-melħ tal-aluminju. Jiddetermina direttament il-forma, il-proprjetajiet elettriċi u l-mekkaniżmu tal-koagulazzjoni tal-melħ tal-aluminju fl-ilma, u fl-aħħar mill-aħħar jinfluwenza l-effett tal-koagulazzjoni.
Meta l-melħ tal-aluminju (bħal sulfat tal-aluminju Al₂(SO₄)₃ u klorur tal-aluminju AlCl₃) jiġu miżjuda mal-ilma, jgħaddu minn idroliżi rapida, li tiġġenera serje ta 'kumplessi idrossili mononukleari u polinukleari, li eventwalment jiffurmaw preċipitat amorfu tal-idrossidu tal-aluminju Al(OH)₃. It-tipi u l-proporzjonijiet ta 'dawn il-prodotti ta' idroliżi huma dipendenti ħafna fuq il-pH.
Al³⁺ + H₂O ⇌ Al(OH)²⁺ + H⁺
Al³⁺ + 3H₂O ⇌ Al(OH)₃ (amorfu) + 3H⁺
Hekk kif il-pH jiżdied, il-prodotti tal-idroliżi huma fl-ordni li ġejja: Al³⁺ → Al(OH)²⁺, Al(OH)₂⁺ → Al(OH)₃(s) → Al(OH)₄⁻ (aluminat, solubbli).
Xorb-klorur tal-polyaluminum (solidu), sprej-klorur tal-polialuminju applikat (PAC), polyaluminum chloride, koagulant polimeriku
1. Fil-medda baxxa tal-pH (ġeneralment<5.5)
Magħmul b'mod predominanti minn joni kumplessi mononukleari ċċarġjati b'mod pożittiv ħafna (bħal Al³⁺, Al(OH)²⁺). Dawn il-joni iċċarġjati b'mod pożittiv ħafna jikkompressaw b'mod effettiv is-saff doppju kollojdali, li jinnewtralizzaw partiċelli kollojdali kkargati b'mod negattiv (bħal impuritajiet fil-biċċa l-kbira tal-korpi tal-ilma naturali), li jwasslu għal destabilizzazzjoni.
L-effett tat-tneħħija tat-turbidità huwa ġeneralment moderat, iżda huwa effettiv fit-tneħħija ta 'materja organika maħlula ċċarġjata b'mod negattiv (bħal ċerti aċidi umiċi). Il-flokkijiet iffurmati huma żgħar u maħlula.
F'dan ir-reġjun, l-effettività tal-melħ tal-aluminju hija aktar riflessa fin-newtralizzazzjoni tal-ħlas, iżda l-konċentrazzjoni tal-aluminju residwu tista 'tkun għolja minħabba li ma tistax tiġi ffurmata preċipitazzjoni suffiċjenti ta' Al(OH)₃. Meta pH < 4, l-aluminju jeżisti kważi kompletament fil-forma ta 'Al³⁺, li jirriżulta f'koagulazzjoni fqira.
2. Medda ta 'pH ottimali (tipikament 6.0-7.8)
Predominantement, l-idrossidu ta 'l-aluminju amorfu elettrikament newtrali Al(OH)₃(s) jippreċipita, filwaqt li simultanjament jiġġenera numru kbir ta' kumplessi ta 'hydroxyl polinukleari bi strutturi tan-netwerk (bħal Al₁₃O₄(OH)₂₄⁷⁺, jiġifieri, clusters Al₁₃).
Matul il-formazzjoni tiegħu, Al(OH)₃ jaġixxi bħal xibka kbira, li tinkapsula direttament u tiknes il-kollojdi u s-solidi sospiżi fl-ilma għall-ko-preċipitazzjoni. Fl-istess ħin, polimeri polinukleari jnaqqsu l-lakuni bejn partiċelli destabbilizzati, li jiffurmaw flocs kbar u densi. Dan huwa r-reġjun bl-aħjar effett ġenerali fit-tneħħija tat-turbidità, il-kulur, u sustanzi li jniġġsu multipli.
3. High pH Zone (typically >8.5)
Al(OH)₃ preċipitati jinħall mill-ġdid, li jiġġeneraw joni kumplessi solubbli iċċarġjati b'mod negattiv Al(OH)₄⁻. F'dan il-punt, in-newtralizzazzjoni tal-ħlas tfalli, u l-effett tal-knis jisparixxi. L-effiċjenza tal-koagulazzjoni tiddeterjora drastikament, u l-flokks iffurmati jinħall mill-ġdid (jistabilizza mill-ġdid), u jikkawża li l-ilma jerġa 'jsir imdardar.
Meta pH> 8.5, is-solubilità ta 'l-aluminju terġa' tiżdied. F'pH > 9, l-aluminju jeżisti kważi kompletament fil-forma ta 'Al(OH)₄⁻, il-koagulazzjoni tfalli, u l-konċentrazzjoni ta' l-aluminju residwu terġa 'tiżdied, potenzjalment taqbeż 0.2 mg/L.
Meta tuża l-melħ tal-aluminju għall-koagulazzjoni, il-pH tas-sistema (speċjalment il-pH istantanju wara t-taħlit) għandu jiġi aġġustat għall-medda ottimali. Għas-sulfat tal-aluminju, il-pH fil-mira huwa tipikament madwar 7.0. L-idroliżi tal-melħ tal-aluminju tikkonsma alkalinità (HCO₃⁻) fl-ilma, tirrilaxxa H⁺ u tikkawża tnaqqis fil-pH. Jekk l-alkalinità tal-ilma mhux ipproċessat hija insuffiċjenti (<50 mg/L as CaCO₃), lime (CaO) or sodium carbonate (Na₂CO₃) must be added to maintain pH stability.