Khử photpho bằng PAC: tính liều theo tỉ lệ mol Al:P
Photpho là chỉ tiêu PAC xử lý được rất tốt, nhưng cũng là chỉ tiêu dễ tính sai liều nhất. Lý do đơn giản: người ta hay nhân liều theo mg/L photpho thay vì tính theo mol.
Hai cơ chế xảy ra cùng lúc
Khi châm PAC vào nước có photphat, nhôm vừa kết tủa thành AlPO4, vừa tạo bông Al(OH)3 hấp phụ photphat lên bề mặt. Cơ chế thứ hai chiếm phần lớn khi liều cao, và đó là lý do liều thực tế thường cao hơn tính toán lý thuyết.
AlPO4 tan ít nhưng không hoàn toàn. Muốn photpho tổng xuống dưới 0,5 mg/L thường phải chấp nhận tỉ lệ mol Al:P trên 2.
Công thức và một ví dụ đầy đủ
Mol P = khối lượng P chia 31. Mol Al = mol P nhân tỉ lệ Al:P. Khối lượng Al2O3 = mol Al nhân 51, vì mỗi phân tử Al2O3 chứa hai nguyên tử nhôm. Khối lượng PAC = Al2O3 chia cho hàm lượng, 0,28 với hàng 28%.
Ví dụ: lưu lượng 1.000 m3/ngày, photpho tổng vào 3,0 mg/L, mục tiêu 0,8 mg/L, chọn tỉ lệ Al:P = 2,0.
P cần khử = (3,0 − 0,8) × 1.000 / 1.000 = 2,2 kg/ngày. Mol P = 2,2 / 31 = 0,071 kmol, mol Al = 0,142 kmol, tương đương 3,83 kg Al. Al2O3 = 3,83 × 51 / 27 = 7,2 kg. PAC 28% = 7,2 / 0,28 = 26 kg/ngày, tức 26 mg/L.
Con số này là điểm khởi đầu cho thử cốc. Thực tế thường cộng thêm 20–30% vì photpho hữu cơ và polyphotphat cần thời gian thủy phân mới phản ứng được.
pH ảnh hưởng nhiều hơn liều
Vùng pH 6,0–7,0 cho hiệu quả khử photpho tốt nhất. Dưới 5,5 kết tủa AlPO4 bắt đầu tan lại; trên 8,0 nhôm chuyển sang dạng aluminat và mất khả năng kết tủa.
Nếu nước thải có độ kiềm thấp, châm PAC liều cao sẽ tự hạ pH xuống vùng có lợi. Nếu độ kiềm cao, phải chỉnh pH bằng axit trước khi châm, nếu không phần lớn nhôm sẽ bị tiêu hao vào phản ứng với kiềm.
Kết hợp với muối sắt
Muối sắt III cho kết tủa FePO4 bền hơn ở pH thấp. Với nước thải công nghiệp có pH 5,0–6,0, phối hợp PAC và FeCl3 thường kinh tế hơn tăng PAC đơn thuần.
Nếu đang cân nhắc giữa tăng hóa chất và mở rộng bể sinh học, xem thêm vai trò của PAC tại nhà máy xử lý nước thải đô thị để so chi phí trên cùng một mục tiêu.
Giới hạn của phương pháp
PAC không khử được photpho hữu cơ chưa thủy phân và photpho nằm trong sinh khối. Với hệ có bể sinh học, photpho lấy đi theo bùn thải; nếu xả bùn không đúng nhịp, photpho quay lại dòng ra và chỉ tiêu tăng dù liều PAC không đổi.
Bùn hóa học tăng 20–40% so với chỉ xử lý sinh học. Nên tính chi phí xử lý bùn khi chọn liều, không chỉ tính tiền hóa chất.
FAQ
Câu hỏi thường gặp
Muốn photpho tổng dưới 0,5 mg/L thì cần tỉ lệ Al:P bao nhiêu?
Thường 2,5–3,5 mol Al cho mỗi mol P, đôi khi cao hơn nếu nước có nhiều chất hữu cơ cạnh tranh. Nên thử cốc với ba mức 2,0 / 2,8 / 3,5 để chọn mức rẻ nhất còn đạt.
Có nên dùng PAC và phèn sắt cùng lúc?
Được, và nhiều nhà máy đang làm vậy. Cách phổ biến là châm PAC trước để hạ độ đục, sau đó châm FeCl3 để hoàn tất khử photpho ở pH thấp.
Vì sao photpho đầu ra tăng dù liều PAC không đổi?
Ba nguyên nhân hay gặp: bùn tích trong bể lắng quá lâu và giải phóng photpho, pH giảm dưới 5,5, hoặc tải photpho vào tăng do đổi nguyên liệu.
PAC có khử được photpho trong nước thải sinh hoạt không?
Có, và đây là ứng dụng phổ biến. Với nước thải sinh hoạt, liều 15–40 mg/L PAC 28% thường đủ để đưa photpho tổng từ 6–8 mg/L xuống dưới 2 mg/L.
Có số liệu phân tích nước sẵn?
Gửi cho chúng tôi — cấp sản phẩm, liều đề xuất và báo giá trong một ngày làm việc.