Zusammenfassung Übersicht

Einfach ausgedrückt, PAC und PAM sind ein klassisches "dynamisches Duo" in der Abwasserbehandlung, das typischerweise gemeinsam im Koagulations- und Flokkulationsprozess verwendet wird.

PAC wirkt als Koagulant. Seine Hauptrolle besteht darin, Ladungen zu neutralisieren und winzige suspendierte Partikel und Kolloide zu destabilisieren, wodurch sie Mikroflocks bilden.

PAM wirkt als Flocculant. Seine Hauptrolle ist Adsorption und Überbrücken, die die von PAC erzeugten Mikroflocken zu großen, dichten und schnell absetzenden Flocken zusammenziehen.

Ihre Beziehung kann so analogisiert werden: PAC ist der "Kleber", der Sand in kleine Klumpen bindet, und PAM ist das "Netz", das die Klumpen zu einem großen, leicht zu entfernenden Felsen sammelt.

1.Polyaluminiumchlorid (PAC)

1.1. Mechanismus des Handelns

PAC ist ein anorganisches Polymerkoagulationsmittel. Sein Koagulationsmechanismus basiert auf drei Hauptprinzipien:

Ladungsneutralisierung: Nach der Lösung in Wasser hydrolysiert PAC zu einer Vielzahl von positiv geladenen komplexen Ionen (z.B. [Al(OH)] ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). Die meisten kolloidalen Partikel im Abwasser (z.B. Ton, organische Kolloide) tragen eine negative Oberflächenladung, die dazu führt, dass die Partikel einander abstoßen und in Suspension stabil bleiben. Die positiven Ionen aus PAC neutralisieren diese negativen Ladungen effektiv, komprimieren die elektrische Doppelschicht und verursachen Destabilisierung. Dadurch können die Partikel kollidieren und sich zusammensetzen.

Adsorption und Überbrücken: Die hydrolysierten Produkte von PAC, wie Aluminiumhydroxidgel [Al(OH)] ₃], bilden eine riesige, netzartige Struktur mit großer Oberfläche und starker Adsorptionskapazität. Dieses Gel kann zwischen den destabilisierten Partikeln und den suspendierten Feststoffen eine "Brücke" bilden und anfängliche, kleine "Mikroflocks" oder "Pinflocks" bilden.

Sweep Flocculation: Bei einem optimalen pH-Bereich erzeugt PAC einen erheblichen Niederschlag von Aluminiumhydroxid. Wenn sich dieser Niederschlag niederlegt, verwischt und fegt er suspendierte Partikel mit ihm, ähnlich wie ein fallendes Netz.

1.2. Verwendung Methode

Lösungsvorbereitung: Festes PAC muss zuerst in eine flüssige Lösung gelöst werden. Eine typische Arbeitslösungskonzentration beträgt 5%-10% (d.h. 50-100 g fester PAC pro Liter Wasser). Es sollte langsam unter Rühren hinzugefügt werden, um die Bildung von Klumpen zu verhindern.

Dosierpunkt: Typischerweise in der "schnellen Mischung" oder "Koagulationstank" Stufe des Behandlungsprozesses zugegeben.

Mischen und Reaktion: Nach der Dosierung ist eine schnelle und intensive Mischung (ca. 1-3 Minuten) erforderlich, um eine vollständige und gleichmäßige Dispersion von PAC im Abwasser zu gewährleisten, was die Ladungsneutralisierung und die anfängliche Flockbildung erleichtert.

Dosierungskontrolle: Die optimale Dosierung muss durch Glasprüfung bestimmt werden. Eine Überdosierung kann zu einer Ladungsumkehr (Re-Stabilisierung) und einer schlechteren Leistung führen. Typischer Bereich ist 50-200 mg/L.

1.3. Behandlungseffekte

Effektive Entfernung von: suspendierten Feststoffen (SS), kolloidalen Partikeln, einigen gelösten organischen Stoffen und Farbe.

Reduzierung der Schlüsselparameter: Trübheit, chemischer Sauerstoffbedarf (COD) und Gesamtphosphor (TP, durch Bildung von Aluminiumphosphatfällig).

Formen: Kleine, leichte Flocken, die sich langsam niederlassen.

2.Polyacrylamid (PAM)

2.1. Mechanismus des Handelns

PAM ist ein organisches Polymerflokkulant. Sein Kernmechanismus ist die Brückenwirkung seiner langkettigen Polymerstruktur.

Adsorption und Überbrücken: PAM-Moleküle haben extrem lange Ketten (Molekulargewichte in Millionen bis Zehnmillionen) mit zahlreichen aktiven funktionellen Gruppen (z.B. Amidgruppen -CONH) ₂, oder Ionengruppen). Diese langen Ketten wirken wie "Saiten" oder "Brücken", adsorbieren auf die Oberfläche eines Mikroflocks und erstrecken sich in die Lösung, um auf andere zu adsorbieren. Dies verbindet mehrere Flocken zu großen, dichten und schnell absetzenden Agglomeraten.

Ladeeffekte (Ionischer Typ):

Kationisches PAM: Positiv geladen, bietet neben der Überbrückung auch Ladungsneutralisierung, was es für organische, negativ geladene Schlamm (z.B. kommunales Abwasser, Lebensmittelabwasser) sehr effektiv macht. Es ist die am häufigsten verwendete Art zur Schlammentwässerung.

Anionisches PAM: Es besitzt eine negative Ladung. Es stützt sich in erster Linie auf langkettige Brücken und wird häufig in Verbindung mit anorganischen Koagulationsmitteln wie PAC verwendet, um die nach der Koagulation gebildeten schwach positiven Flocken anzugreifen.

Nichtionisches PAM: Wirksam unter sauren oder neutralen Bedingungen und bietet eine gute Salztoleranz.

2.2. Verwendung Methode

Typauswahl ist kritisch:

Anorganische Suspensionen (z.B. Mineralverarbeitung, Sandwaschwasser): Häufig wird anionisches PAM verwendet.

Organische Schlammverdickung und Entwässerung (z.B. kommunal, industriell): In erster Linie verwenden Sie kationisches PAM.

Saueres oder hochsalziges Abwasser: Nichtionisches PAM kann in Betracht gezogen werden.

Lösungsvorbereitung: Typischerweise als 0,1%-0,3%-ige Lösung hergestellt. Die Auflösung erfordert mehr Zeit (40-60 Minuten) und sanfte Rühren, um das Scheren (Brechen) der langen Polymerketten zu vermeiden. Ein Alterungstank ist für die vollständige "Aktivierung" des Polymers unerlässlich.

Dosierpunkt: Nach PAC, in der "Flokkulationsbehälter" oder "langsamen Mischzone" zugegeben. Hier ist langsame Rühren (laminare Strömungsbedingungen) erforderlich, um das Flockwachstum zu fördern, ohne die gebildeten Agglomerate zu brechen.

Dosierungskontrolle: Die erforderliche Dosierung ist sehr niedrig, typischerweise 1-5 mg / L, und muss durch Glasprüfung bestimmt werden.

2.3. Behandlungseffekte

Beschleunigt die Absetzungsgeschwindigkeit von Flocken erheblich.

Bildt große, starke und kompakte Flocken, die leicht zu trennen sind.

Verbessert die Schlammentwässerungseffizienz erheblich und erhöht den Feststoffgehalt des entwässerten Kuchens.

Erzeugt einen klareren Überstand (behandeltes Wasser).

3. Kooperativen Prozess & Wichtige Überlegungen

Typischer Prozessfluss:

Rohwasser → (pH-Einstellung) → PAC Dosierung → Schnelle Mischung → PAM Dosierung → Slow Mix → Sedimentierung → Klarer Abfluss / Schlammbehandlung

Wichtige Überlegungen & Vorsichtsmaßnahmen:

Die Dosierungsreihenfolge ist kritisch: Es muss zuerst PAC sein, dann PAM. Zuerst PAM hinzufügen wird dazu führen, dass es auf einzelne stabile Partikel adsorbiert, sie potenziell abschirmt und verhindert, dass PAC ihre Ladungen effektiv neutralisiert, was zu Behandlungsversagen führt.

pH-Abhängigkeit: PAC funktioniert am besten in einem pH-Bereich von 6,5 bis 8,0. Extreme pH-Werte beeinträchtigen seine Hydrolyse und Wirksamkeit. Eine pH-Einstellung kann erforderlich sein.

Vollständige Auflösung von PAM: Unvollständig gelöstes PAM mit "Fischaugen" (Gelklumpen) ist eine Verschwendung von Chemikalien und beeinträchtigt die Leistung stark.

Mischintensität: Hoher G-Wert (schnelles Mischen) für PAC-Dispersion; Niedriger G-Wert (langsame Mischung) für PAM-Flokkulation.

Glasprüfung ist unerlässlich: Die Wasserqualität variiert erheblich. Glastests sind die kostengünstigste Methode zur Bestimmung der optimalen Art und Dosierung von PAC/PAM, pH und Dosierpunkten.

Sicherheit & Umwelt: Das PAM-Monomer (Acrylamid) ist ein Neurotoxin. Wählen Sie immer hochwertige Produkte mit geringem Restmonomerengehalt aus. Der behandelte Schlamm muss ordnungsgemäß entsorgt werden.

Zusammenfassung der kombinierten Effekte

Durch die synergistische Wirkung von PAC und PAM kann ein Abwasserbehandlungssystem:

Hocheffiziente Entfernung von suspendierten und kolloidalen Feststoffen mit Trübungsentfernungsraten von oft über 90%.

Signifikante Reduktion von COD und Gesamtphosphor, was für die Erfüllung der Entladungsnormen entscheidend ist.

Stark verbesserte Feststoff-Flüssigkeit-Trennung, die erforderliche Fußabdruck und Retentionszeit von Sedimentierungsbehältern reduziert.

Schaffung besserer Bedingungen für nachfolgende biologische oder fortgeschrittene Behandlungsprozesse.

Wesentliche Verbesserung der Schlammentwässerbarkeit.