Mekanisme kerja PAC sebagai koagulan melibatkan beberapa langkah kunci, masing-masing memainkan peran penting dalam pengolahan air:
Netralisasi Muatan
Partikel tersuspensi dalam air biasanya bermuatan negatif, yang menyebabkan mereka saling tolak-menolak dan mencegah agregasi. Setelah dilarutkan dalam air, PAC menghidrolisis untuk membentuk berbagai ion kompleks aluminium hidroksida, seperti Al(OH)²⁺ dan Al₂(OH)₂⁴⁺, yang membawa muatan positif kuat. Ini dengan cepat menetralkan muatan permukaan partikel tersuspensi, mengurangi tolakan elektrostatik dan memungkinkan partikel untuk stabil dan siap untuk agregasi.
Adsorpsi dan Penjembatan
Setelah netralisasi muatan, kompleks hidroksida dalam molekul PAC mengalami reaksi adsorpsi dengan partikel. Kompleks ini dapat menjembatani antar partikel yang berbeda melalui rantai molekuler, membentuk efek "penjembatan" yang secara bertahap menggabungkan partikel kecil menjadi flok yang lebih besar. Tahap ini sering menentukan struktur awal dan stabilitas flok.
Enmeshment atau Sweep Flocculation
Pada dosis yang lebih tinggi atau kondisi pH yang lebih rendah, PAC membentuk koloid aluminium hidroksida (Al(OH)₃) dalam air. Endapan seperti flok ini memiliki kemampuan adsorpsi dan enmeshment yang kuat, bertindak seperti "jaring" untuk menyapu partikel tersuspensi, koloid, dan pengotor organik ke dalam pengendapan. Mekanisme "sweep flocculation" ini sangat efektif dalam mengolah air yang sangat keruh atau air limbah industri.
Pembentukan Floc dan Sedimentasi
Setelah adsorpsi dan penjembatan, banyak partikel halus membentuk flok yang padat dan lebih besar. Melalui pengadukan lambat dan tindakan fisik lainnya, flok terus bertabrakan dan menggumpal, menjadi lebih besar dan lebih berat, akhirnya mengendap di bawah gravitasi dan menghasilkan air jernih di atasnya. Efektivitas tahap ini menentukan kejernihan dan efisiensi pemisahan padat-cair dari pengolahan air.
Filtrasi dan Klarifikasi
Bahkan setelah sedimentasi, partikel kecil mungkin masih tersisa dalam air. Melalui filtrasi pasir atau langkah-langkah filtrasi halus lainnya, padatan tersuspensi residual dan flok halus ini dapat dihilangkan secara efektif, menghasilkan air dengan kejernihan tinggi dengan kandungan pengotor rendah.
Langkah-langkah ini menjadikan PAC sebagai koagulan yang sangat efisien, hemat biaya, dan ramah lingkungan, yang banyak digunakan dalam pemurnian air minum, pengolahan air limbah industri, dan sistem air limbah kota.