Πολυακρυλαμίδη (PAM) είναι ένας κρίσιμος χημικός παράγοντας στην επεξεργασία των λυμάτων του εργοστασίου χαρτιού. Η σωστή επιλογή και εφαρμογή του είναι πρωταρχική για την αποτελεσματική λειτουργία, τη συμμόρφωση με τους περιβαλλοντικούς κανονισμούς και τον έλεγχο του κόστους.

1. Ο ρόλος του PAM στην επεξεργασία απορριμμάτων χαρτομηχανών

Το PAM είναι ένα υδατοδιαλυτό πολυμερές που λειτουργεί κυρίως μέσω δύο μηχανισμών:

Πίχωση (ουδετεροποίηση φόρτισης): Κυρίως για κατιονικό PAM. Τα θετικά φορτία του εξουδετερώνουν τα αρνητικά επιφανειακά φορτία (δυναμικό Ζέτα) των κολλοειδών σωματιδίων (π.χ. ινών, πληρώσεων, χρωστικών), αποσταθεροποιώντας τα και επιτρέποντάς τους να συγκεντρωθούν.

Οι μακριές αλυσίδες πολυμερών του PAM προσρροφούν στις επιφάνειες των αποσταθεροποιημένων σωματιδίων και τα γεφυρώνουν μαζί, σχηματίζοντας μεγάλα, πυκνά και γρήγορα εγκαθιστώμενα σμήνη.

Οι συνολικές επιπτώσεις είναι:

Ενισχυμένος διαχωρισμός στερεού-υγρού: Ταχρός σχηματισμός εγκαταστάσιμων ή πλωτών σμήνων σε διαδικασίες καθαρισμού (καθίζηση ή επιπλέωση).

Βελτίωση της ποιότητας του νερού: Σημαντική μείωση των αναρτημένων στερεών συστατικών (SS), της ζήτησης χημικού οξυγόνου (COD), του χρώματος και της θολόβουλης του επεξεργασμένου νερού.

Ανώτερη αφυδάτωση λάσπης: Η κατάσταση λάσπης με τη σύνδεση λεπτών σωματιδίων, την απελευθέρωση δεσμευμένου νερού και την αύξηση της στερεής περιεκτικότητας του αφυδάτου κέικ, μειώνοντας τον όγκο και το κόστος διάθεσης.

2. Επιλογή πολυακρυλαμιδίου (PAM)

Η επιλογή είναι μια περίπλοκη διαδικασία που πρέπει να προσδιοριστεί με εργαστηριακές δοκιμές βάζου και δοκιμές επί τόπου, καθώς η σύνθεση των λυμάτων ποικίλλει σημαντικά μεταξύ των μύλων. Το PAM κατηγοριοποιείται από το ιονικό του φορτίο:

Α. Επιλογή ανά ιόνιο τύπο και στάδιο εφαρμογής

Στάδιο διαδικασίαςΧαρακτηριστικά λυμάτων/λάσπηςΣυνιστώμενος τύπος PAMΛόγιο

Πρωταρχική επεξεργασία (διευκρίνιση: καθίζηση/επιπλέωση)Ουδέτερο/αλκαλικό pH, υψηλό φορτίο αρνητικά φορτισμένων ινών, πλήρωμα (καολίνη, CaCO) ₃), και κολλοειδή. Υψηλό SS και COD.Ανιονικό (APAM) ή μη ιονικό (NPAM)Το ανιονικό PAM λειτουργεί συνεργατικά με ανόργανα πηκτικά (π.χ. PAC, αλουμίνιο). Το πηκτικό εξουδετερώνει τα φορτία. Στη συνέχεια, το APAM γέφυρεύει τα αποσταθεροποιημένα σωματίδια σε μεγάλα σμήνη. Το NPAM είναι αποτελεσματικό σε ουδέτερες περιοχές pH.

Απονυδάτωση λάσπης (Belt Press, φυγοκέντρο)Λάθος από βιολογική επεξεργασία ή πρωτογενή διευκρίνιση. Υψηλή οργανική περιεκτικότητα, έντονα αρνητικό φορτίο, υδροφιλικό και δύσκολο να αφυδατωθεί.Κατιονικό (CPAM)Τα θετικά φορτία του CPAM εξουδετερώνουν αποτελεσματικά τα αρνητικά φορτία των σωματιδίων οργανικής λάσπης. Αυτό, σε συνδυασμό με τη γέφυρα πολυμερών, καταστρέφει τη σταθερή κολλοειδή δομή, απελευθερώνοντας νερό και βελτιώνοντας την αφυδάτωση.

Διαλυμένη επιπλέωση αέρα (DAF)Περιέχει ελαφρά υλικά όπως λεπτά, ρητίνες και μέγεθος πράκτορες.Ανιονικό (APAM) ή χαμηλής ιονικότητας κατιονικόΔημιουργεί ισχυρά, σταθερά σμήνη του σωστού μεγέθους και πυκνότητας για αποτελεσματική σύνδεση σε φούσκες μικροαέρα και ταχεία επιπλέωση.

Β. Επιλογή κατά μοριακό βάρος (MW)

Πολύ υψηλή MW (>18 εκατομμύρια g/mol): Ιδανικό για διευκρίνιση. Οι μακριές αλυσίδες πολυμερών παρέχουν εξαιρετική γέφυρα, σχηματίζοντας μεγάλα, γρήγορα εγκαθιστώμενα σμήνη.

Μέση έως Υψηλή MW (10 - 18 εκατομμύρια g/mol): Η πιο κοινή σειρά για την αφυδάτωση λάσπης.

Γ. Επιλογή κατά Ιωνικότητα (Για το κατιονικό PAM - Κρίσιμο για την αφυδάτωση)

Η ιονιστικότητα (πυκνότητα φόρτισης) εκφράζεται ως ποσοστό και είναι η βασική παράμετρος για την επιλογή μιας κατιονικής PAM για την αφυδάτωση λάσπης.

Χαμηλή Ιωνικότητα (10-30%): Καλύτερο για ανόργανες λάσπες (π.χ. από πρωτογενή επεξεργασία με ασβέστο ή πηλό). Αυτές οι λάσπες απαιτούν περισσότερη γέφυρα από την ουδετεροποίηση φορτίου.

Μέση Ιωνικότητα (40-60%): Η πιο ευέλικτη σειρά. Κατάλληλο για μικτές λάσπες (μίγμα πρωτογενούς και βιολογικής λάσπης).

Υψηλή Ιωνικότητα (>60%): Απίστευτη για οργανικές, βιολογικές λάσπες. Αυτές οι λάσπες έχουν υψηλή αρνητική πυκνότητα φορτίου και απαιτούν ισχυρή ουδετεροποίηση φορτίου για να διασπάσουν σταθερά κολλοειδή που κρατούν νερό.

Σημείωση: Η υψηλότερη ιονιστικότητα δεν είναι πάντα καλύτερη. Η υπερβολική επιβάρυνση μπορεί να προκαλέσει περιστροφή αλυσίδας πολυμερών, μειώνοντας την αποδοτικότητα γέφυρας και αυξάνοντας το κόστος.

3. Αξιολόγηση και βελτιστοποίηση της αποτελεσματικότητας

Μετά από μια προκαταρκτική επιλογή, η απόδοση πρέπει να δοκιμαστεί και να βελτιστοποιηθεί.

Δοκιμή βάζου:

Καθορισμός της βέλτιστης δόσης: Δοκιμάστε διαφορετικές δόσεις PAM υπό ελεγχόμενες συνθήκες ανάμιξης. Παρατηρήστε το μέγεθος σχηματισμού του σμήνους, την ταχύτητα εγκατάστασης και τη σαφήνεια του υπερνεκρού. Βρείτε τη δόση που δίνει την καλύτερη απόδοση στο χαμηλότερο κόστος.

Βελτιστοποίηση ανάμιξης: Η ταχεία ανάμιξη (για την αρχική διάσπαρση) και η αργή ανάμιξη (για την ανάπτυξη του σμήνους χωρίς την κοπή) είναι τόσο κρίσιμες.

Πιλοτικές δοκιμές/δοκιμές πεδίου:

Διεξάγετε δοκιμές στον πραγματικό εξοπλισμό (π.χ. πίεση ζώνης). Παρακολουθήστε τους βασικούς δείκτες απόδοσης: ξηρότητα τούρτας, ποσοστό κατανάλωσης πολυμερών, σαφήνεια κεντρικού/φιλτραρίου και παραγωγή επεξεργασίας.

Κύριοι δείκτες απόδοσης (KPIs):

Διαβεβαίωση: ταχύτητα εγκατάστασης, υπερβαλλόμενη θολότητα/SS, αφαίρεση COD.

Απονυδάτωση: Περιεκτικότητα στερεών υλών κέικ (%), ποσοστό συλλήψης, καθαρότητα φιλτραρίου και δόση ανά τόνο ξηρών στερεών υλών.

4. Σημαντικές Σκέψεις Χρήσης

Διαλύση: Πρέπει να παρασκευάζεται με καθαρό νερό σε θερμοκρασία δωματίου ( < 60°C). Χρησιμοποιήστε ένα αυτοματοποιημένο σύστημα ανάμιξης και γήρανσης για να εξασφαλίσετε την πλήρη διάλυση (συνήθως 40-60 λεπτά) σε συγκέντρωση 0,1% -0,3%. Η ατελής διάλυση δημιουργεί «μάτια ψαριών», μειώνει την αποτελεσματικότητα και μπορεί να φράξει τον εξοπλισμό.

Αποθήκευση: Η ξηρή σκόνη πρέπει να αποθηκεύεται σε δροσερό, ξηρό μέρος σε σφραγισμένα δοχεία για να αποφευχθεί η απορρόφηση της υγρασίας και η συγκέντρωση. Το παρασκευασμένο διάλυμα έχει περιορισμένη διάρκεια ζωής (συνήθως < 24 ώρες) καθώς οι αλυσίδες των πολυμερών υποβαθμίζονται, μειώνοντας το ιξώδες και την αποτελεσματικότητα.

Σημείο προσθήκης: Το σημείο έγχυσης πρέπει να εξασφαλίζει την βέλτιστη επαφή και ανάμιξη με τη λάσπη ή τα λυμάτα.

pH: Το pH των λυμάτων μπορεί να επηρεάσει την πυκνότητα φόρτισης και την απόδοση του PAM. Η ρύθμιση του pH μπορεί να είναι απαραίτητη πριν από την προσθήκη πολυμερών.

Περίληψη

Δεν υπάρχει καθολική PAM για τα απορριμμάτα των χαρτοεργοστασίων.

Χρυσός Κανόνας: Η διευκρίνιση χρησιμοποιεί συνήθως ανιονικό PAM. Η αφυδάτωση λάσπης χρησιμοποιεί κυρίως το κατιονικό PAM.

Βασική μέθοδος: Η επιλογή πρέπει να βασίζεται σε δοκιμές βάζου και δοκιμές πεδίου για να βρεθεί ο βέλτιστος ιονικός τύπος, το μοριακό βάρος και η ιονιστικότητα για τη συγκεκριμένη ροή λυμάτων και λάσπης.

Στόχος: Να επιτευχθεί η καλύτερη απόδοση επεξεργασίας (καθαρό νερό, ξηρό κέικ) με το χαμηλότερο κόστος λειτουργίας.

Συνεργασία με έμπειρους προμηθευτές PAM που μπορούν να παρέχουν τεχνική υποστήριξη και δοκιμές δειγμάτων συνιστάται ιδιαίτερα για βέλτιστα αποτελέσματα.