3. Phạm vi nghiên cứu
2.3.1.2 Hóa học quá trình keo tụ bằng PAC
Thông thường khi keo tụ chúng ta thường hay dùng muối Cloride hay sử dụng
Sulphate của Al(III) và Fe(III), khi đó do phân ly và thủy phân ta có các hạt trong nước
Al3+, Al(OH)2+, Al(OH)2+, Al(OH)3 phân tử Al(OH)4-, ba hạt polymer Al(OH)24+, Al(OH)4 5+ và Al13O4(OH)24 7+ . Trong đó Al13O4(OH)24 7+ , gọi tắt là Al13 là tác nhân gây keo tụ chính và tốt nhất.
Khi sử dụng PAC trong quá trình hòa tan sẽ tạo ra các hạt polymer Al13 với điện tích vượt trội (7+), các hạt polymer này trung hòa 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 làm
lên các hạt keo cần xử lý, giảm chi phí hóa chất. Ngoài ra vùng hoạt động pH của PAC
cũng lớn hơn so với phèn, điều này làm cho việc keo tụ bằng PAC dễ áp dụng hơn. Hơn nữa kích thước hạt polymer lớn hơn nhiều so với Al3+ 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 là 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(H2O)2-.
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 khi đó là lúc hình thành 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.
2.3.2 Hóa học của quá trình keo tụ bằng Al2(SO4)3.18H2O2.3.2.1 Giới thiệu về Al2(SO4)3.18H2O