Oversigt

I enkle ord er PAC og PAM en klassisk "dynamisk duo" i spildevandsbehandling, der typisk anvendes sammen i koagulations- og flokkuleringsprocessen.

PAC fungerer som en koagulans. Dens vigtigste rolle er at neutralisere ladninger og destabilisere små suspenderede partikler og kolloider, hvilket får dem til at danne mikroflokker.

PAM fungerer som et flocculant. Dens vigtigste rolle er adsorption og brobygning, som trækker de mikroflokker, der er skabt af PAC, sammen i store, tætte og hurtigt nedsættende flokker.

Deres forhold kan analogeres som: PAC er "lim", der binder sand i små klumper, og PAM er "net", der samler klumperne i en stor, let at fjerne sten.

1.Polyaluminiumchlorid (PAC)

1.1. Handlingsmekanisme

PAC er en uorganisk polymer koagulans. Dens koagulationsmekanisme er baseret på tre hovedprincipper:

Ladningsneutralisering: Ved opløsning i vand hydrolyserer PAC til at producere en lang række positivt ladede komplekse ioner (f.eks. [Al(OH)] ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). De fleste kolloidale partikler i spildevand (f.eks. ler, organiske kolloider) bærer en negativ overfladeladning. Disse lignende ladninger får partiklerne til at afstøde hinanden og forblive stabile i suspension. De positive ioner fra PAC neutraliserer effektivt disse negative ladninger, komprimerer det elektriske dobbeltlag og forårsager destabilisering. Dette gør det muligt for partiklerne at kollidere og aggregere.

Adsorption og Bridging: De hydrolyserede produkter af PAC, såsom aluminiumhydroxidgel [Al(OH) ₃], danner en stor, net-lignende struktur med et stort overfladeareal og stærk adsorptionskapacitet. Denne gel kan "bro" mellem de destabiliserede partikler og suspenderede faste stoffer, der danner indledende, små "mikro-flokker" eller "pin flokker".

Sweep Flocculation: Ved et optimalt pH-område genererer PAC et væsentligt udfald af aluminiumhydroxid. Når dette nederbræd nedsætter sig, fanger og fejer det suspenderede partikler ned med det, ligesom et faldende net.

1.2. Brugsmetode

Opløsningsforberedelse: Fast PAC skal først opløses i en flydende opløsning. En typisk arbejdsløsningskoncentration er 5%-10% (dvs. 50-100 g fast PAC pr. liter vand). Det skal tilsættes langsomt under omrøring for at forhindre dannelse af klumper.

Doseringspunkt: Typisk tilsat i "hurtig blanding" eller "koagulationstank" stadiet af behandlingsprocessen.

Blanding og reaktion: Efter dosering kræves hurtig og intens blanding (ca. 1-3 minutter) for at sikre fuldstændig og ensartet dispersion af PAC i spildevandet, hvilket letter ladningsneutralisering og indledende flokdannelse.

Doseringskontrol: Den optimale dosis skal bestemmes ved krukketest. Overdosering kan føre til opladningsreversering (re-stabilisering) og dårligere ydeevne. Det typiske område er 50-200 mg/L.

1.3. Behandlingsvirkninger

Effektiv fjernelse af: Suspenderede faste stoffer (SS), kolloidale partikler, nogle opløste organiske stoffer og farve.

Reduktion i nøgleparametre: Turbiditet, kemisk ilt efterspørgsel (COD) og total fosfor (TP, via dannelse af aluminiumfosfat udfald).

Former: Små, lette flokker, der sætter sig langsomt.

2.Polyacrylamid (PAM)

2.1. Handlingsmekanisme

PAM er en organisk polymer flocculant. Dens kernemekanisme er brovirkningen af dens langkædede polymerstruktur.

Adsorption og Bridging: PAM-molekyler har ekstremt lange kæder (molekylvægter i millioner til millioner) med talrige aktive funktionelle grupper (f.eks. amidgrupper -CONH) ₂, eller ioniske grupper). Disse lange kæder virker som "strenge" eller "broer", adsorberer på overfladen af ​​en mikro-flok og strækker sig ind i opløsningen for at adsorbere på andre. Dette forbinder flere flokker til store, tætte og hurtigt nedsættende agglomerater.

Ladningseffekter (ionisk type):

Kationisk PAM: Besidder en positiv ladning. Ud over brobygning giver det også ladningsneutralisering, hvilket gør det meget effektivt for organisk, negativt ladet slam (f.eks. kommunalt spildevand, fødevareforarbejdningsspildevand). Det er den mest almindelige type, der anvendes til afladning af slam.

Anionisk PAM: Besidder en negativ ladning. Det er primært afhængigt af langkædede broer og anvendes ofte i forbindelse med uorganiske koagulanter som PAC, der retter sig mod de svagt positive flokker, der dannes efter koagulation.

Ikke-ionisk PAM: Effektiv under sure eller neutrale forhold og giver god salttolerance.

2.2. Brugsmetode

Valget af type er afgørende:

Uorganiske suspensioner (f.eks. mineralforarbejdning, sandvaskevand): Anvend ofte anionisk PAM.

Organisk slamtykkelse og afvandning (f.eks. kommunale, industrielle): Brug primært kationisk PAM.

Surt eller saltholdigt spildevand: Ikke-ionisk PAM kan overvejes.

Opløsningsforberedelse: Typisk fremstillet som en 0,1% -0,3% opløsning. Opløsning kræver mere tid (40-60 minutter) og forsigtig omrøring for at undgå at skære (bryde) de lange polymerkæder. En aldrende tank er afgørende for fuldstændig "aktivering" af polymeren.

Doseringspunkt: Tilføjes efter PAC, i "flokkuleringstanken" eller "langsom blandingszone". Her er langsom omrøring (laminære strømningsforhold) nødvendig for at fremme flokvæksten uden at bryde de dannede agglomerater.

Doseringskontrol: Den nødvendige dosis er meget lav, typisk 1-5 mg / L, og skal bestemmes ved krukketest.

2.3. Behandlingsvirkninger

Betydeligt accelererer afviklingshastigheden af flokker.

Former store, stærke og kompakte flokker, der er nemme at adskille.

Meget forbedrer slam afvandning effektivitet og øger det faste indhold af afvandt kage.

Fremstiller en klarere supernatant (behandlet vand).

3. Samarbejdsproces & Vigtige overvejelser

Typisk procesflow:

Råvand → (pH-justering) → PAC Dosering → Hurtig blanding → PAM Dosering → Langsom blanding → Sedimentering → Håndtering af renset afløb / slam

Vigtigste overvejelser & Forsigtighedsforanstaltninger:

Doseringsrækkefølge er kritisk: Det skal være PAC først, så PAM. Tilføjelse af PAM først vil få det til at adsorbere på individuelle stabile partikler, hvilket potentielt beskytter dem og forhindrer PAC i effektivt at neutralisere deres ladninger, hvilket fører til behandlingsfejl.

pH-afhængighed: PAC fungerer bedst i et pH-område på 6,5 til 8,0. Ekstreme pH-værdier svækker dens hydrolyse og effektivitet. pH-justering kan være nødvendig.

Fuldstændig opløsning af PAM: Ufuldstændigt opløst PAM, med "fiskeyne" (gelklumper), er spild af kemikalier og reducerer kraftigt ydeevnen.

Blandingsintensitet: Høj G-værdi (hurtig blanding) for PAC-dispersion; Lav G-værdi (langsom blanding) til PAM flokkulering.

Jar Testing er afgørende: Vandkvaliteten varierer betydeligt. Krukketester er den mest omkostningseffektive metode til at bestemme den optimale type og dosering af PAC / PAM, pH og doseringspunkter.

Sikkerhed & Miljø: PAM-monomeren (acrylamid) er et neurotoksin. Vælg altid produkter af høj kvalitet med lavt restmonomerindhold. Behandlet slam skal bortskaffes ordentligt.

Oversigt over kombinerede effekter

Gennem den synergistiske handling af PAC og PAM kan et spildevandsrensningssystem opnå:

Høj effektiv fjernelse af suspenderede og kolloidale faste stoffer, med turbiditetsforfjernelseshastigheder, der ofte overstiger 90%.

Væsentlig reduktion af COD og totalfosfor, hvilket er afgørende for at opfylde udledningsstandarderne.

Meget forbedret solid-væske adskillelse, hvilket reducerer det nødvendige fodaftryk og retentionstid for sedimenteringstanke.

Oprettelse af bedre betingelser for efterfølgende biologiske eller avancerede behandlingsprocesser.

Væsentlig forbedring af slammets afvandbarhed.