Polyakrylamid (PAM) je kritická chemická látka při čištění odpadních vod z papírenských závodů. Správný výběr a použití jsou nezbytné pro efektivní provoz, dodržování environmentálních předpisů a kontrolu nákladů.

1. Role PAM v čištění odpadních vod z papírenských mlýnů

PAM je vodně rozpustný polymer, který funguje především dvěma mechanismy:

Koagulace (neutralizace náboje): Hlavně pro kationové PAM. Jeho kladné náboje neutralizují záporné povrchové náboje (potenciál Zeta) koloidních částic (např. vláken, plniva, barviva), destabilizují je a umožňují jim agregovat.

Flokulace (přemostění): Dlouhé polymerní řetězce PAM adsorbují na povrchy destabilizovaných částic a přemostňují je dohromady, čímž tvoří velké, husté a rychle usazující se floky.

Celkové účinky jsou:

Rozšířená separace pevné látky a kapaliny: Rychlá tvorba osaditelných nebo plovoucích floků v procesech čištění (sedimentace nebo flotace).

Zlepšení kvality vody: Výrazné snížení suspendovaných pevných látek (SS), chemické poptávky po kyslíku (COD), barvy a zamnitosti ošetřené vody.

Vynikající odvodnění kalu: Kondicionování kalu vázáním jemných částic, uvolňováním vázané vody a zvýšením obsahu pevných látek odvodněného koláče, čímž se snižuje objem a náklady na likvidaci.

2. Výběr polyakrylamidu (PAM)

Výběr je složitý proces, který musí být stanoven laboratorními testy nádob a zkouškami na místě, protože složení odpadních vod se mezi mlýny značně liší. PAM je klasifikován podle jeho iontového náboje:

A. Výběr podle ionového typu a fáze aplikace

Fáze procesuCharakteristiky odpadních vod/kalůDoporučený typ PAMOdůvodnění

Primární ošetření (objasnění: sedimentace/flotace)Neutrální/alkalické pH, vysoké zatížení záporně nabitých vláken, plniva (kaolin, CaCO) ₃), a koloidů. Vysoká SS a COD.Anionové (APAM) nebo nejonové (NPAM)Anionové PAM funguje synergicky s anorganickými koagulanty (např. PAC, alum). koagulant neutralizuje náboje; APAM pak spojuje destabilizované částice do velkých floků. NPAM je efektivní v neutrálních rozmezích pH.

Odvodování kalu (pásový lisovací stroj, odstředivka)Kal z biologického ošetření nebo primárního čištění. Vysoký organický obsah, silně záporný náboj, hydrofilní a obtížně odvodňovatelný.Kationové (CPAM)Pozitivní náboje CPAM účinně neutralizují záporné náboje částic organického kalu. To v kombinaci s polymerovým přemostěním ničí stabilní koloidovou strukturu, uvolňuje vodu a zlepšuje odvodněnost.

Plovování rozpuštěným vzduchem (DAF)Obsahuje lehké materiály, jako jsou jemné, pryskyřice a měřidla.Anionové (APAM) nebo nízkoionovéTvoří silné, stabilní floky správné velikosti a hustoty pro účinné připojení k mikro-vzduchovým bublinám a rychlé flotaci.

B. Výběr podle molekulární hmotnosti (MW)

Velmi vysoká MW (> 18 milionů g/mol): Ideální pro objasnění. Dlouhé polymerové řetězce poskytují vynikající přemostění a tvoří velké, rychle usazující se floky.

Střední až vysoká MW (10 - 18 milionů g/mol): Nejběžnější rozsah pro odvodnění kalů. Vyváží schopnost přemostění s viskozitou roztoku a manipulací.

C. Selekce podle ionicity (pro kationové PAM - kritické pro odvodnění)

Ionicita (hustota nabití) je vyjádřena jako procento a je klíčovým parametrem pro výběr kationového PAM pro odvodnění kalů.

Nízká ionicita (10-30%): Nejlepší pro anorganické kaly (např. z primárního ošetření vápenem nebo hlínou). Tyto kaly vyžadují více přemostění než neutralizaci náboje.

Střední ionicita (40-60%): Nejuniverzálnější rozsah. Vhodné pro smíšené kaly (směs primárního a biologického kalu).

Vysoká ionicita (> 60%): nezbytná pro organické, biologické kaly. Tyto kaly mají vysokou hustotu záporného náboje a vyžadují silnou neutralizaci náboje k rozkladu stabilních koloidů držících vodu.

Poznámka: Vyšší ionicita není vždy lepší. Přebytečné nabití může způsobit navíjení polymerového řetězu, snižuje jeho účinnost přemostění a zvyšuje náklady.

3. Hodnocení a optimalizace účinnosti

Po předběžném výběru musí být výkon testován a optimalizován.

Testování nádrže:

Určit optimální dávkování: Zkoušejte různé dávky PAM za kontrolovaných podmínek míchání. Pozorujte velikost tvorby floku, rychlost usazení a jasnost supernatantu. Najděte dávku, která poskytuje nejlepší výkon za nejnižší náklady.

Optimalizujte míchání: Rychlé míchání (pro počáteční disperzi) a pomalé míchání (pro růst floku bez stříhání) jsou kritické.

Pilotní/terénní zkoušky:

Proveďte zkoušky na skutečném zařízení (např. pásové lisy). Sledujte klíčové ukazatele výkonu: suchotu koláče, míru spotřeby polymeru, jasnost centrátu/filtrátu a průchodnost zpracování.

Klíčové ukazatele výkonnosti (KPI):

Vysvětlení: Rychlost usazování, nadnadnadějná turbidita/SS, odstranění COD.

Odvodňování: Obsah tuhých látek v dortu (%), rychlost zachycení, čistota filtru a dávkování na tunu suchých tuhých látek.

4. Důležité úvahy o použití

Roztok: Musí být připraven čistou vodou při pokojové teplotě ( < 60°C). Používejte automatický systém směšování a stárnutí k zajištění úplného rozpuštění (obvykle 40-60 minut) v koncentraci 0,1% -0,3%. Neúplné rozpuštění vytváří "rybí oči", snižuje účinnost a může ucpat zařízení.

Skladování: Suchý prášek musí být uchováván na chladném, suchém místě v uzavřených nádobách, aby se zabránilo absorpci vlhkosti a klesání. Připravený roztok má omezenou dobu použitelnosti (obvykle < 24 hodin), jelikož se polymerní řetězce rozkládají, čímž se snižuje viskozita a účinnost.

Příslušenství: Vstřikovací bod musí zajistit optimální kontakt a smíchání s kaly nebo odpadními vodami.

pH: pH odpadních vod může ovlivnit hustotu nabití a výkon PAM. Před přidáním polymeru může být nutná úprava pH.

Shrnutí

Neexistuje univerzální PAM pro odpadní vodu z papírenských závodů.

Zlaté pravidlo: objasnění obvykle používá anionové PAM; Odvodňování kalů využívá především kationový PAM.

Klíčová metoda: Výběr musí být založen na testování nádob a terénních zkouškách, aby se zjistil optimální iontový typ, molekulární hmotnost a ionicita pro konkrétní tok odpadních vod a kalů.

Konečný cíl: Dosáhnout nejlepší účinnosti zpracování (čistá voda, suchý koláč) za nejnižší provozní náklady.

Pro optimální výsledky se vysoce doporučuje spolupráce s znalými dodavateli PAM, kteří mohou poskytnout technickou podporu a testování vzorků.