البولي أكريلاميد (PAM) هو بوليمر خطي قابل للذوبان في الماء وهو الأكثر أهمية واستخدامًا على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي لمعالجة المعادن ، وغالبًا ما يعتبر "مساعدة عالمية" لا غنى عنها. الاختيار الصحيح أمر أساسي ، لأنه يحدد مباشرة كفاءة المعالجة وتكاليف التشغيل وأداء العمليات اللاحقة.

أولاً - دور وفعالية إدارة مياه الصرف الصحي في معالجة المعادن

عادة ما تتميز مياه الصرف الصحي لمعالجة المعادن بما يلي: حجم كبير، ومحتوى عال من المواد الصلبة المعلقة (SS) ، ووجود أيونات المعادن الثقيلة والكواشف المتبقية، والتركيب المعقد، ومتغير درجة الحموضة. تقوم PAM في المقام الأول بالوظائف التالية لتحقيق معايير إعادة استخدام المياه أو الامتثال للتفريغ:

التراكم والرواسب:

آلية: المجموعات النشطة على وظيفة سلسلة جزيئية PAM من خلال تحييد الشحنة والجسر تجمع المسح. فهي تمتص على الجسيمات المعلقة الدقيقة والمعادن الدقيقة ، وتشكل شرائح كبيرة وكثيفة ("شرائح الدبوس") ، مما يسرع بشكل كبير معدل استقرارها.

التأثير: يحسن بشكل كبير من كفاءة المضخات والموضوحات ، وإنتاج سوبرنانت واضحة ويقلل بشكل ملحوظ من محتوى المواد الصلبة المعلقة. هذه هي وظيفتها الأساسية.

سميكة الطين:

الآلية: في المكثفات، يعزز PAM تجميع الجسيمات الدقيقة، وإطلاق الماء المحاصر بينها لتشكيل تدفق تحت أكثر كثافة.

التأثير: يزيد من معدل استرداد المياه وإعادة استخدامها، ويقلل من استهلاك المياه العذبة، ويسهل التخلص من النفايات (على سبيل المثال، التراكم الجاف).

مساعدة الترشيح:

آلية: القطع المتشكلة كبيرة وقوية، مقاومة للكسر. خلال الترشيح، فإنها تخلق كعكة مرشحة مسامية، مما يقلل من محتوى رطوبة الكعكة وزيادة معدل الترشيح.

تأثير: يعزز كفاءة الفلاتر (على سبيل المثال ، مضخات الفلاتر ، فلاتر الحزام) ، مما يقلل من استهلاك الطاقة وأوقات الدورة.

إزالة المعادن الثقيلة والملوثات:

الآلية: من خلال الامتصاص والتسقط المشترك ، يمكن لـ PAM المساعدة في إزالة أيونات المعادن الثقيلة (الموجودة كهيدروكسيدات أو مجمعات) عن طريق إغلاقها داخل هيكل القطع.

الفعالية العامة: يمكن باستخدام PAM المناسب عادة تقليل المواد الصلبة المعلقة في مياه الصرف الصحي من آلاف ملغ / لتر إلى أقل من 150 ملغ / لتر (للتفريغ) ، وحتى إلى أقل من 30 ملغ / لتر (لإعادة الاستخدام). يمكن تحسين معدلات التوضيح من عدة أضعاف إلى عشرات المرات.

ثانياً. مفتاح النجاح: الاختيار الصحيح

لا يوجد PAM "عالمي". يجب أن يكون الاختيار خاص بالموقع ومياه الصرف الصحي. الاختبارات المختبرية إلزامية.

1. فهم أنواع PAM

تصنيفها حسب الشحنة الأيونية ، PAM لديها أربعة أنواع رئيسية:

البولي أكريلاميد الكاتيوني (CPAM): الأفضل للكولويدات الغنية بالعضوية والمشحونة سلباً. أقل شيوعًا للتراسب الأولي في معالجة المعادن؛ يستخدم بشكل متكرر لإزالة مياه الحمأة اللاحقة.

البولي أكريلاميد الأنيوني (APAM): النوع الأكثر شيوعا في معالجة المعادن. مثالية للماء المحايد أو القلوي لتجمع الجسيمات غير العضوية المشحونة بشكل إيجابي (على سبيل المثال ، أكسيدات المعادن ، مخاط السيليكات).

البولي أكريلاميد غير الأيوني (NPAM): مناسب للظروف الحمضية أو المحايدة حيث تكون الشحنة السطحية للجسيمات ضعيفة. أقل تأثراً بالدرجة الحموضة في البيئات الملحية ولكنه يتحلل ببطء أبطأ.

Amphoteric Polyacrylamide (AMPAM): يستخدم في مياه الصرف الصحي المعقدة للغاية ومتغيرة درجة الحموضة. أغلى وأقل شيوعا في معالجة المعادن.

2. إجراء الاختيار الأساسي

الخطوة 1: تحليل جودة المياه (المؤسسة)

قيمة درجة الحموضة: الدليل الأساسي للنوع الأيوني.

درجة الحموضة < 7 (حمضي): إعطاء الأولوية غير الأيونية (NPAM) أو الكاتيونية (CPAM).

درجة الحموضة 7-14 (محايدة القلوية): عادة ما يكون الخيار الأنيوني (APAM) هو الخيار الأفضل.

تركيز المواد الصلبة المعلقة (SS) التكوين: علم المعادن (الحديد والنحاس والفوسفات وخام الرصاص والزنك) يملي شحنة سطح الجسيمات.

إمكانات زيتا: تقيس الشحنة السطحية للجسيمات. تتطلب الإمكانات السلبية للغاية CPAM عالية كثافة الشحنة للتحييد؛ الإمكانات الإيجابية تتطلب APAM. هذه هي واحدة من أكثر معايير الاختيار العلمية.

المواد المتبقية للمفاعلات: يمكن للمجمعات والمكتآت ، إلخ ، تغيير خصائص سطح الجسيمات ، مما يؤثر على أداء PAM.

الخطوة 2: اختبار جرة المختبر (إلزامي)

هذا أمر ضروري لفحص المنتج المثالي والجرعة.

إعداد العينات: جمع عينات مياه الصرف الصحي الممثلة.

تحضير الحل: تحضير محلول بنسبة 0.1٪ من منتجات PAM المختلفة (معدة حديثا، واستخدام في غضون 24-48 ساعة).

اختبار الخلط:

إضافة جرعة مقياسة من محلول PAM تحت التحريك السريع (200-300 دورة في الدقيقة) لمدة 1-2 دقيقة للخلط الأولي.

خفض إلى التحريك البطيء (50-60 دورة في الدقيقة) لمدة 5-10 دقائق لمراقبة تشكيل القطع (الحجم والكثافة والمعدل).

ملاحظة الاستقرار: توقف عن التحريك. لاحظ سرعة الاستقرار، ووضوح السباحة، وتضخيم الرواسب.

تقييم: قياس الغموض أو SS من العالي. مقارنة فعالية أنواع وجرعات مختلفة. الهدف هو العثور على المنتج الذي يحقق الوضوح المطلوب بأقل جرعة.

الخطوة 3: اختبار مقياس تجريبي

بعد اختبارات الجرار الناجحة ، أجري تجارب تجريبية في الموقع لمحاكاة الظروف الحقيقية (معدلات التدفق ، الطاقة الخلطة) لتأكيد النتائج وضبط معايير التشغيل الدقيقة.

3- دليل الاختيار العام (الجدول المرجعي)

نوع الخامخصائص مياه الصرف الصحي النموذجيةنوع PAM المفضلملاحظات

خام الحديدالجسيمات المحايدة القلوية المشحونة سلباًمتوسطة عالية التحلل الهيدرولوجي الأنيوني (APAM)الأكثر شيوعا، الاستقرار السريع، قطاعات كبيرة

خام النحاس / الرصاص - الزنكفي كثير من الأحيان حمضية، تحتوي على الكبريت المعادن الثقيلةغير أيونية (NPAM) أو انيونية منخفضة التحلل الهيدرولوجي (APAM)يعتمد على درجة الحموضة المحددة وإمكانية زيتا

خام الذهب (Cyanidation)القلوية، تحتوي على سيانيداتالأنيونية (APAM)

صخرة الفوسفاتحمضيغير أيونية (NPAM)

غسالة الفحم / الفحممحايد، يحتوي على غرامات الفحممتوسط منخفض التحلل الهيدرولوجي الأنيوني (APAM)غير أيونية تستخدم أحيانا

إزالة مياه الحمأةتدفق تحت سميك من المبصراتكاتيونية متوسطة عالية (CPAM)يستخدم لضخاطات الفلتر / الطرد المركزي

ملاحظة: هذا الجدول هو مبادئ توجيهية عامة فقط. الاختبارات المختبرية ضرورية.

ثالثا - الاعتبارات الرئيسية للتطبيق

الحل والإعداد: يجب أن تذوب PAM بالكامل ("الشيخوخة") للتنشيط. استخدم خزانات خلط مخصصة واتبع قاعدة "** رش ببطء في الدوامة ***" لتجنب التكتلات ("عين الأسماك"). يجب أن يكون التحريض كافياً للخلط ولكن ليس عنيفاً لدرجة أن يسبب تدهور القص لسلاسل البوليمر.

الجرعة: المزيد ليس أفضل. الجرعة الزائدة يمكن أن تسبب إعادة استقرار الكولويدات، مما يجعل المياه غامضة مرة أخرى، وتقليل الكفاءة، وزيادة التكاليف. يتم تحديد الجرعة المثلى ، عادة ما تتراوح بين 1-10 جزء في المليون (غرام / طن من الماء) ، عن طريق اختبار الجر.

الوزن الجزيئي: الوزن الجزيئي الأعلى يوفر جسرا أقوى وقطاعات أكبر ولكن يذوب أبطأ وأكثر عرضة للتدهور القص. يستخدم PAM من الوزن الجزيئي المتوسط إلى العالي (12-18 مليون).

تعديل في الموقع: يمكن أن تتقلب نوعية المياه. قد يكون من الضروري رصد مستمر وتعديلات طفيفة على نقطة الجرعة والكمية.

ملخص

الفعالية: PAM فعالة للغاية وهي التكنولوجيا الأساسية للتراسب الفعال وإعادة استخدام المياه والامتثال في معالجة المعادن.

الاختيار هو عملية علمية منهجية. "اختبار أولاً" هو القاعدة الذهبية.

تحليل جودة المياه (وخاصة درجة الحموضة وإمكانات زيتا).

شاشة النوع الأيوني والمنتجات المحددة عن طريق اختبار الجر.

إجراء تجارب تجريبية لإنهاء المعايير.

مفتاح النجاح: التعاون مع الموردين القادرين تقنيا الذين يمكنهم توفير مجموعة من العينات والدعم التقني لإجراء هذه الاختبارات، وضمان تحقيق نتائج العلاج المثلى بأقل تكلفة ممكنة.