Poliacrilamida (PAM) é un axente químico crítico no tratamento de augas residuais de fábricas de papel. A súa correcta selección e aplicación son primordiais para as operacións eficientes, o cumprimento das regulacións ambientais e o control de custos.

1. O papel da PAM no tratamento das augas residuais das fábricas de papel

O PAM é un polímero soluble en auga que funciona principalmente a través de dous mecanismos:

Coagulación (neutralización de carga): principalmente para PAM catiónica. As súas cargas positivas neutralizan as cargas superficiais negativas (potencial Zeta) das partículas coloidais (por exemplo, fibras, cargas, colorantes), desestabilizándoas e permitindo que se agreguen.

Floculación (ponte): As longas cadeas de polímeros do PAM adsorben sobre as superficies das partículas desestabilizadas e ponteanos, formando flocos grandes, densos e de rápida asentación.

Os efectos xerais son:

Separación sólido-líquido mellorada: Formación rápida de flocos sedimentables ou flotables en procesos de clarificación (sedimentación ou flotación).

Mellora da calidade da auga: Redución significativa dos sólidos en suspensión (SS), a demanda química de oxíxeno (COD), a cor e a turbidez da auga tratada.

Deshidratación superior do lodo: condicionar o lodo unindo partículas finas, liberando auga unida e aumentando o contido sólido da torta deshidratada, reducindo o volume e o custo da eliminación.

2. Selección de poliacrilamida (PAM)

A selección é un proceso complexo que debe determinarse mediante probas de laboratorio e ensaios no sitio, xa que a composición das augas residuais varía moito entre os molinos. O PAM é categorizado pola súa carga iónica:

A. Selección por tipo iónico e etapa de aplicación

Etapa do procesoCaracterísticas das augas residuais/lodosTipo de PAM recomendadoRacionalidade

Tratamento primario (aclaración: sedimentación/flotación)pH neutro/alcalino, alta carga de fibras cargadas negativamente, cargas (caolín, CaCO) ₃), e coloides. SS e COD.Aniónico (APAM) ou non iónico (NPAM)O PAM aniónico funciona sinérxicamente con coagulantes inorgánicos (por exemplo, PAC, alum). O coagulante neutraliza as cargas; A APAM pon as partículas desestabilizadas en grandes flocos. O NPAM é eficaz en rangos de pH neutros.

Desagua de lodo (prensa de cinturón, centrífuga)Lamos de tratamento biolóxico ou clarificación primaria. Alto contido orgánico, carga fortemente negativa, hidrófila e difícil de deshidratar.Catiónico (CPAM)As cargas positivas do CPAM neutralizan efectivamente as cargas negativas das partículas de lodo orgánico. Isto, combinado coa ponte de polímeros, destrue a estrutura coloide estable, liberando auga e mellorando a deshidratabilidade.

Flotación de aire disolto (DAF)Contén materiais lixeiros como finas, resinas e axentes de dimensionamento.Aniónico (APAM) ou catiónico de baixa ionidadeForma flocos fortes e estables do tamaño e densidade correctos para a unión efectiva ás burbullas de micro-aire e a rápida flotación.

B. Selección por peso molecular (MW)

Moi alto MW (> 18 millóns de g/mol): ideal para a aclaración. As cadeas longas de polímeros proporcionan unha excelente ponte, formando grandes flocos de rápida sedimentación.

Medio a alto MW (10 - 18 millóns de g/mol): o rango máis común para a deshidratación dos lodos.

C. Selección por ionicidade (para PAM catiónica - crítica para a deshidratación)

A ionicidade (densidade de carga) expresase como porcentaxe e é o parámetro clave para escoller un PAM catiónico para a deshidratación dos lodos.

Baixa ionicidade (10-30%): Mellor para lodos inorgánicos (por exemplo, do tratamento primario con cal ou argilla). Estes lodos requiren máis ponte que neutralización de carga.

Ionicidade media (40-60%): O rango máis versátil. Adecuado para lodos mixtos (unha mestura de lodos primarios e biolóxicos).

Alta ionicidade (>60%): esencial para lodos orgánicos e biolóxicos. Estes lodos teñen unha alta densidade de carga negativa e requiren unha forte neutralización de carga para descompor coloides estables que retenen auga.

Nota: unha ionicidade máis alta non sempre é mellor. O exceso de carga pode causar bobinado da cadea de polímeros, reducindo a súa eficiencia de ponte e aumentando o custo.

3. Avaliación e optimización da eficacia

Despois dunha selección preliminar, o rendemento debe ser probado e optimizado.

Prueba de tarro:

Determinar a dosificación óptima: Ensiar diferentes doses de PAM en condicións de agitación controladas. Observar o tamaño da formación do floco, a velocidade de sedimentación e a claridade do sobrenadante. Buscar a dose que dá o mellor rendemento ao custo máis baixo.

Optimizar a mestura: a mestura rápida (para a dispersión inicial) e a mestura lenta (para o crecemento do floco sen corte) son críticas.

Ensaios piloto/de campo:

Realizar ensaios no equipo real (por exemplo, prensa de cinturón). Monitorizar indicadores clave de rendemento: sequeza da torta, taxa de consumo de polímeros, claridade do centrado/filtrado e rendemento de procesamento.

Indicadores clave de rendemento (KPIs):

Clarificación: Velocidade de sedimentación, turbidez sobrenadante/SS, eliminación de COD.

Desagua: Contido de sólidos de torta (%), taxa de captura, claridade do filtrado e dosificación por tonelada de sólidos secos.

4. Consideracións importantes de uso

Disolución: Debe prepararse con auga limpa a temperatura ambiente (< 60°C). Utilizar un sistema automatizado de mestura e envellecemento para garantir a disolución completa (normalmente 40-60 minutos) a unha concentración do 0,1% -0,3%. A disolución incompleta crea "ollos de peixe", reduce a eficacia e pode obstruir o equipo.

Almacenamento: O po seco debe almacenarse nun lugar fresco e seco en recipientes selados para evitar a absorción de humidade e a aglomeración. A solución preparada ten unha vida útil limitada (normalmente < 24 horas) a medida que as cadeas de polímeros se degradan, reducindo a viscosidade e a eficacia.

Punto de adición: o punto de inxección debe garantir o contacto óptimo e a mestura co lodo ou as augas residuais.

pH: O pH das augas residuais pode afectar á densidade de carga e ao rendemento do PAM. Pode ser necesario axustar o pH antes da adición de polímeros.

Resumo

Non hai PAM universal para as augas residuais das fábricas de papel.

Regra de Ouro: A clarificación normalmente usa PAM aniónica; A deshidratación de lodos utiliza principalmente PAM catiónico.

Método clave: a selección debe basarse en probas de frasco e ensaios de campo para atopar o tipo iónico óptimo, o peso molecular e a ionidade para a corrente específica de augas residuais e lodos.

Obxectivo final: Lograr a mellor eficiencia de tratamento (auga clara, torta seca) ao menor custo operativo.

A colaboración con provedores PAM coñecidos que poden proporcionar soporte técnico e probas de mostras é altamente recomendable para resultados óptimos.