Phèn kép kali - KAl(SO4)2 - TQ - CN - 25kg - Tính chất hóa lý và so sánh với phèn đơn về khả năng keo tụ nước sinh hoạt và thải

I. TÍNH CHẤT HÓA LÝ

1. Công thức và cấu trúc

• Công thức phân tử: KAl(SO4)2·12H2O (dạng hydrat bền)
• Khối lượng phân tử: 474,39 g/mol (dạng hydrat)
• Cấu trúc tinh thể: Hệ lập phương, dạng bát diện đều

2. Tính chất vật lý

• Màu sắc: Tinh thể trong suốt, không màu hoặc trắng bạc
• Độ tan trong nước (20°C): ~14 g/100ml
• Mật độ: 1,757 g/cm³
• Nhiệt độ nóng chảy: ~92°C (mất nước kết tinh)
• pH dung dịch 1%: 3,0 - 4,0

3. Tính chất hóa học

KAl(SO4)2 → K+ + Al³+ + 2SO4²⁻

Al³+ + 3H2O ⇌ Al(OH)3 + 3H+

Al³+ + nH2O → [Al(H2O)n]³+ → Al(OH)3(keo tụ) + 3H+

II. ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC

A. Xử lý nước cấp

1. Cơ chế keo tụ - tạo bông

• Ion Al³+ thủy phân tạo phức hydroxo đa nhân: Al₁₃O₄(OH)₂₄⁷⁺
• Hấp phụ và trung hòa điện tích của các hạt keo âm
• Hình thành bông kết tủa Al(OH)3 kích thước lớn (50-200 μm)

2. Liều lượng thực tế

• Nước đục thấp (< 50 NTU): 15-30 mg/L
• Nước đục trung bình (50-200 NTU): 30-60 mg/L
• Nước đục cao (> 200 NTU): 60-100 mg/L
• Lưu ý: Điều chỉnh theo pH tối ưu 6,0-7,5

3. Loại bỏ tạp chất

• Độ đục: Hiệu suất 85-95%
• Màu hữu cơ: 70-85%
• Vi sinh vật: 90-99% (kết hợp khử trùng)
• Kim loại nặng: As, Fe, Mn (60-80%)
• Phosphat: 70-90%

B. Xử lý nước thải

1. Nước thải công nghiệp

• Dệt nhuộm: loại bỏ màu, COD (50-70%)
• Giấy: loại SS, lignin
• Kim loại: kết tủa Cu²+, Zn²+, Ni²+ dạng hydroxide
• Dầu mỡ: phá nhũ tương, loại 60-80%

2. Nước thải sinh hoạt

• Kết tủa phospho: 80-95% (quan trọng cho giàu dưỡng)
• Loại bỏ BOD, COD: 40-60%
• Hỗ trợ lắng cặn bùn hoạt tính

III. SO SÁNH VỚI PHÈN ĐƠN Al2(SO4)3

Hiệu quả keo tụ so sánh thực tế

Điều kiện thử nghiệm (nước đục 100 NTU, pH 7.0):

Kết luận: Phèn đơn có tốc độ nhanh hơn và liều thấp hơn, nhưng phèn kép cho chất lượng bông tốt hơn và ổn định hơn.

IV. ƯU ĐIỂM - KHUYẾT ĐIỂM

ƯU ĐIỂM

1. Chất lượng nước đầu ra
   • Al dư thấp (< 0,1 mg/L) - quan trọng cho nước uống
   • Không gây vị mặn như phèn sắt
   • pH giảm ít hơn (0,3-0,5 đơn vị)
2. Vận hành
   • Hoạt động tốt trong vùng pH rộng
   • Ít nhạy cảm với nhiệt độ nước
   • Bông lắng tốt, giảm tải cho bể lắng
3. Môi trường
   • Bùn thải ít hơn, dễ xử lý
   • Không chứa clo (thân thiện hơn PAC)
   • An toàn khi vận chuyển, bảo quản
4. Kỹ thuật
   • Ít ăn mòn thiết bị
   • Dễ kiểm soát liều lượng
   • Kết hợp tốt với polymer

KHUYẾT ĐIỂM

1. Kinh tế
   • Giá cao hơn phèn đơn 20-30%
   • Chi phí vận chuyển cao (khối lượng lớn với nước kết tinh)
   • Không hiệu quả chi phí cho nước đục cao
2. Kỹ thuật
   • Độ tan thấp → khó pha dung dịch đậm đặc
   • Tốc độ phản ứng chậm hơn
   • Cần thời gian trộn dài hơn (2-3 phút)
3. Vận hành
   • Dễ vón cục khi bảo quản ẩm
   • Cần thiết bị hòa tan lớn hơn
   • Không phù hợp xử lý nhanh (sự cố, mùa lũ)
4. Giới hạn ứng dụng
   • Kém hiệu quả với nước kiềm cao (pH > 8,5)
   • Không tốt cho nước nhiễm mặn
   • Khó xử lý màu hữu cơ phức tạp

V. KHUYẾN NGHỊ SỬ DỤNG

Nên dùng phèn kép KAl(SO4)2 khi:

• Nước nguồn pH trung tính đến kiềm nhẹ (6,5-8,0)
• Yêu cầu Al dư thấp (nước uống đặc biệt)
• Nước nguồn ổn định, không biến động mùa
• Có đủ thời gian lắng (> 20 phút)
• Xử lý quy mô nhỏ, chất lượng cao

Nên dùng phèn đơn Al2(SO4)3 khi:

• Chi phí quan trọng
• Nước đục cao, biến động lớn
• Cần xử lý nhanh, công suất lớn
• Nước nguồn pH thấp (5,5-6,5)
• Kết hợp hệ thống tự động hóa cao

Giải pháp tối ưu:

Nhiều nhà máy hiện đại sử dụng kết hợp linh hoạt:

• Mùa khô (đục thấp): phèn kép
• Mùa mưa (đục cao): phèn đơn + polymer
• Điều chỉnh theo chi phí và chất lượng yêu cầu