Introduction
Lors de l’achat de polychlorure d’aluminium (PAC), les acheteurs se concentrent souvent sur la teneur en Al2O3 (par exemple, 28 %, 30 %) mais négligent un paramètre tout aussi critique : la basicité. Le PAC avec la même teneur en Al2O3 mais une basicité différente peut fonctionner de manière complètement différente dans la même application. Ce guide explique ce qu’est la basicité, comment elle affecte la coagulation et comment sélectionner la basicité adaptée à vos besoins en matière de traitement de l’eau.
Qu’est-ce que la basicité du PAC ?
La basicité (également appelée %OH ou valeur B) est le rapport entre les ions hydroxyle (OH-) et les ions aluminium (Al3+) dans la structure du polymère PAC, exprimé en pourcentage :
Basicité (%) = [OH-] / 3[Al3+] x 100
En termes simples : la basicité mesure à quel point le PAC a déjà été « pré-neutralisé » pendant la fabrication. Basicité plus élevée = plus de chaînes polymères préformées = moins d’alcalinité consommée lors de la coagulation.
Grades de basicité et leurs propriétés
| Plage de basicité | Classification | Apparence | Propriétés clés |
|---|---|---|---|
| 10-40 % | Faible basicité | Poudre jaune clair | Densité de charge positive élevée, forte neutralisation des charges, consomme plus d’alcalinité, plage de pH plus étroite |
| 40-65 % | Basicité moyenne | Poudre jaune à brun clair | Neutralisation et pontage de charge équilibrés, consommation d’alcalinité modérée, plage de pH plus large |
| 65-85 % | Basicité élevée | Poudre jaune foncé à brune | Grandes espèces de polymères préformées, excellente floculation de pontage, consommation d’alcalinité minimale, tolérance de pH la plus large, formation de floculation la plus rapide |
| 85 %+ | Basicité ultra-élevée | Poudre ou liquide brun foncé | Produits spécialisés pour les eaux à faible alcalinité, teneur maximale en polymère, problèmes potentiels de stabilité lors du stockage |
Comment la basicité affecte le mécanisme de coagulation
Neutralisation de charge ou pontage
PAC à faible basicité (10-40 %) :Contient principalement des espèces d’Al monomères et à faible teneur en polymère (Ala). Ceux-ci ont une densité de charge positive élevée et fonctionnent principalement grâce à la neutralisation de charge.— neutralise la charge négative des particules en suspension afin qu’elles puissent s’agréger. Le mécanisme est similaire à celui de l’alun mais plus rapide en raison de la pré-hydrolyse.
PAC à haute basicité (65-85 %) :Contient principalement des espèces d’Al polymères (Alb, Alc) avec un poids moléculaire élevé. Ceux-ci fonctionnent principalement par adsorptionet pontage inter-particules— les chaînes de polymères s’attachent simultanément à plusieurs particules, créant des flocs plus gros et plus forts. Nécessite moins de dosage pour une élimination équivalente de la turbidité.
Effet sur le pH
Chaque ion Al3+ qui s’hydrolyse consomme de l’alcalinité (HCO3-) et libère du H+, abaissant ainsi le pH. Le PAC à faible basicité contient plus d’Al3+ non hydrolysé, il consomme donc plus d’alcalinité et abaisse davantage le pH. Le CAP à haute basicité est déjà partiellement neutralisé, provoquant un changement de pH minime.
Exemple pratique :Traitement de 1 000 m3 d’eau à une dose de 20 mg/L de PAC :
- PAC à 40 % de basicité : le pH chute de 7,2 à 6,5, peut nécessiter un supplément de carbonate de sodium de 5 à 10 mg/L
- PAC à 70 % de basicité : le pH chute de 7,2 à 7,0, aucun ajustement du pH n’est nécessaire
Sélection de la bonne basicité par application
| Application | Basicité recommandée | Raison |
|---|---|---|
| Eau potable (faible turbidité,<10 NTU) | 40-60 % | La neutralisation de charge domine pour un faible nombre de particules ; densité de charge plus élevée, plus efficace |
| Eau potable (turbidité élevée, >50 NTU) | 60-75 % | Floculation par balayage nécessaire pour les matières à haute teneur en solides ; mécanisme de pontage plus efficace |
| Eaux usées de teintures textiles | 70-85 % | Une charge organique élevée nécessite un pontage solide ; Large tolérance de pH pour un pH variable du bain de teinture |
| Eaux usées industrielles (général) | 50-70 % | Performance équilibrée selon diverses caractéristiques des eaux usées |
| Traitement primaire des eaux usées municipales | 60-80 % | Bénéfices de TSS élevés grâce au pontage ; une décantation plus rapide réduit la taille du clarificateur |
| Résidus miniers | 70-85 % | Haute teneur en solides, pH variable — une basicité élevée permet une décantation plus rapide et une tolérance de pH la plus large |
| Eaux usées de galvanoplastie | 40-60 % | Une basicité plus faible fournit une neutralisation plus forte de la charge des ions métalliques dissous |
| POME (Effluent de moulin à huile de palme) | 65-80 % | Un mélange riche en solides organiques et inorganiques bénéficie d’un pontage fort |
| Transformation des aliments | 50-70 % | Charges variables ; la basicité moyenne offre de la flexibilité |
| Eau de piscine | 40-60 % | Faible dosage, faible teneur en solides ; neutralisation de charge dominante |
Comment tester l’adéquation de la basicité — Protocole de test de pot
- Obtenez des échantillons de basicité différente PAC :Demandez des échantillons de basicité de 40 %, 60 % et 80 % à votre fournisseur (tous avec la même teneur en Al2O3, par exemple 30 %)
- Préparez des solutions mères à 1 % :10 g de PAC dans 1 000 mL d’eau distillée pour chaque degré de basicité.
- Effectuez des tests en pots parallèles :Dosez chaque basicité à 50, 100, 200, 300 mg/L sur vos eaux usées réelles. Sélectionnez la basicité
- Measure: Supernatant turbidity, residual aluminum, pH change, floc size, settling velocity
- Select the basicityqui atteint les objectifs de traitement au dosage le plus faible avec un impact acceptable sur le pH.
Idées fausses courantes
Mythe : « Une basicité plus élevée est toujours meilleure. »Réalité : Pour les eaux à faible turbidité avec peu de particules à combler, les chaînes polymères de PAC à haute basicité peuvent en fait re-stabiliser les particules en cas de surdosage. Le PAC à faible basicité est meilleur pour les applications à dominante de neutralisation de charge.
Mythe : « La basicité n’a pas d’importance – il suffit de regarder Al2O3 %. »Réalité : Deux produits PAC contenant tous deux 30 % d’Al2O3 mais 40 % contre 80 % de basicité peuvent différer de 30 à 50 % en termes de dosage requis pour la même application. Précisez toujours le caractère basique des achats.
Mythe : « Tous les CAP à haute basicité sont séchés par pulvérisation. »Réalité : Les procédés de séchage par pulvérisation et de séchage au tambour peuvent produire des CAP de haute basicité. La méthode de séchage affecte le taux de dissolution et la pureté, et non la plage de basicité.
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