Περίληψη Επισκόπηση

Με απλούς όρους, το PAC και το PAM είναι ένα κλασικό "δυναμικό δίδυμο" στην επεξεργασία λυμάτων, που συνήθως χρησιμοποιούνται μαζί στη διαδικασία πήξης και φράκωσης.

Το PAC ενεργεί ως πηκτικό. Ο κύριος ρόλος του είναι να εξουδετερώσει τα φορτία και να αποσταθεροποιήσει τα μικροσκοπικά εναρτημένα σωματίδια και τα κολλοειδή, προκαλώντας τους να σχηματίσουν μικροσκοπικά.

Το PAM ενεργεί ως flocculant. Ο κύριος ρόλος του είναι η προσρρόφηση και η γέφυρα, η οποία τραβά τα μικροσπάδια που δημιουργούνται από το PAC μαζί σε μεγάλα, πυκνά και γρήγορα εγκαθιστώμενα πάδια.

Η σχέση τους μπορεί να αναλογηθεί ως: η PAC είναι η "κόλλα" που δεσμεύει την άμμο σε μικρά συμπλέγματα και η PAM είναι το "δίχτυ" που συγκεντρώνει τα συμπλέγματα σε ένα μεγάλο, εύκολο να αφαιρεθεί πέτρα.

1.Χλωριούχο πολυαλουμίνιο (PAC)

1.1. Μηχανισμός δράσης

Το PAC είναι ένα ανόργανο πηκτικό πολυμερές. Ο μηχανισμός πήξης του βασίζεται σε τρεις βασικές αρχές:

Ουδετεροποίηση φορτίου: Μετά τη διάλυση στο νερό, το PAC υδρόλυσε για να παράγει ένα πλήθος θετικά φορτισμένων πολύπλοκων ιόντων (π.χ. [Al(OH)] ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). Τα περισσότερα κολλοειδή σωματίδια στα λυμάτα (π.χ. πηλός, οργανικά κολλοειδή) φέρουν αρνητικό φορτίο επιφάνειας. Αυτά τα παρόμοια φορτία προκαλούν τα σωματίδια να απορρίπτουν το ένα το άλλο και να παραμένουν σταθερά σε εναιώρημα. Τα θετικά ιόντα από το PAC εξουδετερώνουν αποτελεσματικά αυτά τα αρνητικά φορτία, συμπιέζοντας το ηλεκτρικό διπλό στρώμα και προκαλώντας αποσταθεροποίηση. Αυτό επιτρέπει στα σωματίδια να συγκρούονται και να συγκεντρωθούν.

Προρρόφηση και γέφυρα: Τα υδρολυμένα προϊόντα του PAC, όπως το υδροξείδιο αλουμινίου gel [Al(OH) ₃], σχηματίζουν μια τεράστια, δίχτυομορφή δομή με μεγάλη επιφάνεια και ισχυρή ικανότητα απορρόφησης. Αυτό το ζελ μπορεί να "γεφυρώσει" μεταξύ των αποσταθεροποιημένων σωματιδίων και των εναρτημένων στερεών υλικών, σχηματίζοντας αρχικά μικρά "μικροσκοπικά" ή "κομμάτια καρφίτσων".

Sweep Flocculation: Σε ένα βέλτιστο εύρος pH, το PAC παράγει μια σημαντική καθίζηση υδροξειδίου αλουμινίου. Καθώς αυτό το καθίζημα εγκαθίσταται, εμπλέκεται και σαρώνει εναρτημένα σωματίδια μαζί του, παρόμοια με ένα πτώσιμο δίχτυ.

1.2. Μέθοδος χρήσης

Προετοιμασία διαλύματος: Το στερεό PAC πρέπει πρώτα να διαλυθεί σε υγρό διάλυμα. Μια τυπική συγκέντρωση διαλύματος εργασίας είναι 5%-10% (δηλαδή 50-100g στερεού PAC ανά λίτρο νερού). Θα πρέπει να προστεθεί αργά υπό αναταραχή για να αποφευχθεί ο σχηματισμός τεμάχων.

Σημείο δόσης: Συνήθως προστίθεται στο στάδιο "ταχείας ανάμιξης" ή "δεξαμενής πήξης" της διαδικασίας επεξεργασίας.

Μετά τη δόση, απαιτείται γρήγορη και έντονη ανάμιξη (περίπου 1-3 λεπτά) για να εξασφαλιστεί η πλήρης και ομοιόμορφη διάσπαρση του PAC στα λυμάτα, διευκολύνοντας την ουδετεροποίηση φορτίου και τον αρχικό σχηματισμό σμήνων.

Έλεγχος δόσης: Η βέλτιστη δόση πρέπει να προσδιοριστεί με δοκιμή βάζου. Η υπερδοσολογία μπορεί να οδηγήσει σε αντιστροφή φόρτισης (επανασταθεροποίηση) και χειρότερη απόδοση. Το τυπικό εύρος είναι 50-200 mg/L.

1.3. Θεραπευτικές επιδράσεις

Αποτελεσματική αφαίρεση: Αναρτημένων στερεών (SS), κολλοειδών σωματιδίων, μερικών διαλυμένων οργανικών ουσιών και χρώματος.

Μείωση των βασικών παραμέτρων: Τουρπίδα, χημική ζήτηση οξυγόνου (COD) και συνολικός φωσφόρος (TP, μέσω του σχηματισμού καθίζησης φωσφορικού αλουμινίου).

Μορφές: Μικρά, ελαφρά σμήνη που εγκαθίστανται αργά.

2.Πολυακρυλαμίδη (PAM)

2.1. Μηχανισμός δράσης

Το PAM είναι ένα οργανικό πολυμερές flocculant. Ο βασικός μηχανισμός του είναι η γεφυρική δράση της πολυμερικής δομής μακράς αλυσίδας του.

Προρρόφηση και γέφυρα: τα μόρια PAM έχουν εξαιρετικά μακριές αλυσίδες (μοριακά βάρη σε εκατομμύρια έως δεκάδες εκατομμύρια) με πολλές ενεργές λειτουργικές ομάδες (π.χ. ομάδες αμιδίου -CONH) ₂, ιονικές ομάδες). Αυτές οι μακριές αλυσίδες ενεργούν σαν «χορδές» ή «γέφυρες», προσρροφώντας στην επιφάνεια ενός μικροσκοπιού και επεκτείνονται στο διάλυμα για να προσρροφηθούν σε άλλες. Αυτό συνδέει πολλαπλά σμήνη σε μεγάλα, πυκνά και γρήγορα εγκαθιστώμενα συγκροτήματα.

Επιδράσεις φόρτισης (ιονικός τύπος):

Κατιονικό PAM: Διαθέτει θετικό φορτίο. Εκτός από τη γέφυρα, παρέχει επίσης εξουδετεροποίηση φορτίου, καθιστώντας το εξαιρετικά αποτελεσματικό για οργανικές, αρνητικά φορτισμένες λάσπες (π.χ. δημοτικά λυμάτα, λυμάτα επεξεργασίας τροφίμων). Είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος που χρησιμοποιείται για την αφυδάτωση λάσπης.

Ανιονικό PAM: Διαθέτει αρνητικό φορτίο. Βασίζεται κυρίως στη γέφυρα μακράς αλυσίδας και χρησιμοποιείται συχνά σε συνδυασμό με ανόργανα πηκτικά όπως το PAC, στοχεύοντας τα αδύναμα θετικά σμήνη που σχηματίζονται μετά τη πήξη.

Μη ιονικό PAM: Αποτελεσματικό σε οξέες ή ουδέτερες συνθήκες και προσφέρει καλή ανοχή στο αλάτι.

2.2. Μέθοδος χρήσης

Η επιλογή τύπου είναι κρίσιμη:

Ανόργανα εναιώρημα (π.χ. επεξεργασία ορυκτών, νερό πλύσης άμμου): Συχνά χρησιμοποιείτε ανιονικό PAM.

Πάχυνση και αφυδάτωση οργανικής λάσπης (π.χ. δημοτική, βιομηχανική): Χρησιμοποιήστε κυρίως κατιονικό PAM.

Οξινά ή υψηλής αλατότητας λυμάτα: Μπορεί να ληφθεί υπόψη το μη ιονικό PAM.

Προετοιμασία διαλύματος: Συνήθως παρασκευάζεται ως διάλυμα 0,1%-0,3%. Η διάλυση απαιτεί περισσότερο χρόνο (40-60 λεπτά) και ήπια αναταραχή για να αποφευχθεί η κοπή (σπάση) των μακριών αλυσίδων πολυμερών. Μια δεξαμενή γήρανσης είναι απαραίτητη για την πλήρη "ενεργοποίηση" του πολυμερού.

Σημείο δόσης: Προστέθηκε μετά το PAC, στη "δεξαμενή συγκέντρωσης" ή "αργή ζώνη ανάμιξης". Εδώ, απαιτείται αργή ανάμιξη (συνθήκες στρωματικής ροής) για την προώθηση της ανάπτυξης των συγκέντρων χωρίς να σπάσουν τα σχηματισμένα συγκέντρα.

Έλεγχος δόσης: Η απαιτούμενη δόση είναι πολύ χαμηλή, συνήθως 1-5 mg / L, και πρέπει να προσδιοριστεί με δοκιμή βάζου.

2.3. Θεραπευτικές επιδράσεις

Επιταχύνει σημαντικά την ταχύτητα εγκατάστασης των σμήνων.

Μορφοποιεί μεγάλα, ισχυρά και συμπαγή σμήνη που είναι εύκολο να χωριστούν.

Βελτιώνει σημαντικά την αποδοτικότητα αφυδάτωσης λάσπης και αυξάνει το στερεό περιεχόμενο του αφυδάτου κέικ.

Παράγει ένα πιο καθαρό υπερνερό (επεξεργασμένο νερό).

3. Συνεργατική διαδικασία & Βασικές Σκέψεις

Τυπική ροή διαδικασίας:

ακατέργαστο νερό → (Ρυθμίσεις pH) → Δοσολογία PAC → ταχεία μίξη → Δοσολογία PAM → Αργό μίγμα → Ιζήμιση → Διακαθαρισμένο χειρισμός απορριμμάτων / λάσπης

Βασικές Σκέψεις & Προφυλάξεις:

Η σειρά δόσης είναι κρίσιμη: Πρέπει να είναι πρώτα PAC, στη συνέχεια PAM. Η προσθήκη του PAM πρώτα θα προκαλέσει την προσρρόφηση σε μεμονωμένα σταθερά σωματίδια, δυνητικά προστατεύοντάς τα και εμποδίζοντας το PAC να εξουδετερώσει αποτελεσματικά τα φορτία τους, οδηγώντας σε αποτυχία της επεξεργασίας.

Εξάρτηση pH: Το PAC λειτουργεί καλύτερα σε εύρος pH 6,5 έως 8,0. Οι ακραίες τιμές pH επηρεάζουν την υδρόλυση και την αποτελεσματικότητά της. Η ρύθμιση του pH μπορεί να είναι απαραίτητη.

Πλήρης διάλυση του PAM: Το ατελώς διαλυμένο PAM, με "μάτια ψαριών" (κομμάτια ζελ), είναι σπατάλη χημικών ουσιών και μειώνει σοβαρά την απόδοση.

Εντάση ανάμιξης: Υψηλή τιμή G (ταχεία ανάμιξη) για τη διάσπαρση PAC· Χαμηλή τιμή G (αργή ανάμειξη) για συσσώρευση PAM.

Η δοκιμή βάζου είναι απαραίτητη: Η ποιότητα του νερού ποικίλλει σημαντικά. Οι δοκιμές σε βάζο είναι η πιο οικονομικά αποδοτική μέθοδος για τον προσδιορισμό του βέλτιστου τύπου και της δοσολογίας του PAC / PAM, του pH και των σημείων δοσολογίας.

Ασφάλεια & Περιβάλλον: Το μονωμερές PAM (ακρυλαμίδη) είναι μια νευροτοξίνη. Επιλέξτε πάντα προϊόντα υψηλής ποιότητας με χαμηλή περιεκτικότητα σε υπολειμμένα μονομερή. Η επεξεργασμένη λάσπη πρέπει να απορρίπτεται σωστά.

Περίληψη των συνδυασμένων αποτελεσμάτων

Μέσω της συνεργικής δράσης του PAC και του PAM, ένα σύστημα επεξεργασίας λυμάτων μπορεί να επιτύχει:

Εξαιρετικά αποτελεσματική αφαίρεση αναρτημένων και κολλοειδών στερεών υλικών, με ποσοστά αφαίρεσης θορβότητας συχνά να υπερβαίνουν το 90%.

Σημαντική μείωση του COD και του συνολικού φωσφόρου, το οποίο είναι ζωτικής σημασίας για την εκπλήρωση των προτύπων απαλλαγής.

Σημαντικά ενισχυμένος διαχωρισμός στερεού-υγρού, μειώνοντας το απαιτούμενο αποτύπωμα και τον χρόνο διατήρησης των δεξαμενών ιζήματος.

Δημιουργία καλύτερων συνθηκών για μεταγενέστερες βιολογικές ή προηγμένες επεξεργασίες.

Σημαντική βελτίωση της αφυδάτωσης της λάσπης.