Resumo

En termos sinxelos, PAC e PAM son un clásico "dúo dinámico" no tratamento de augas residuais, normalmente utilizados xuntos no proceso de coagulación e floculación.

O PAC actúa como coagulante. A súa función principal é neutralizar cargas e desestabilizar minúsculas partículas en suspensión e coloides, causando que formen microflocos.

A PAM actúa como floculante. A súa función principal é a adsorción e a ponte, que atrae os microflocos creados polo PAC en flocos grandes, densos e de rápida asentación.

A súa relación pode ser analizada como: PAC é a "cola" que une a area en pequenos agrupamentos, e PAM é a "rede" que reúne os agrupamentos nunha pedra grande e fácil de eliminar.

1.Cloruro de polialuminio (PAC)

1.1. Mecanismo de acción

O PAC é un coagulante de polímeros inorgánicos. O seu mecanismo de coagulación está baseado en tres principios clave:

Neutralización de carga: Tras disolverse en auga, o PAC hidrolízase para producir unha multitude de ións complexos cargados positivamente (por exemplo, [Al(OH)] ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). A maioría das partículas coloidais nas augas residuais (por exemplo, argila, coloides orgánicos) levan unha carga superficial negativa. Os ións positivos do PAC neutralizan efectivamente estas cargas negativas, comprimindo a dobre capa eléctrica e causando desestabilización. Isto permite que as partículas colisionan e se agreguen.

Adsorción e ponte: Os produtos hidrolizados do PAC, como o xel de hidróxido de aluminio [Al(OH) ₃], Forman unha vasta estrutura en forma de rede cunha gran superficie e unha forte capacidade de adsorción. Este xele pode "pontear" entre as partículas desestabilizadas e os sólidos en suspensión, formando pequenos "microflocos" ou "flocos de pin".

Floculación por barrido: Nun rango de pH óptimo, o PAC xera un precipitado substancial de hidróxido de aluminio. A medida que este precipitado se asenta, enreda e barre partículas suspendidas con el, semellante a unha rede que cae.

1.2. Método de uso

Preparación da solución: o PAC sólido debe disolverse primeiro nunha solución líquida. Unha concentración típica de solución de traballo é do 5%-10% (é dicir, 50-100 g de PAC sólido por litro de auga). Debe engadirse lentamente baixo axitación para evitar a formación de grumos.

Punto de dosificación: Normalmente engadido na etapa de "mestura rápida" ou "tanque de coagulación" do proceso de tratamento.

Mescla e reacción: Despois da dosificación, é necesario mesturar rápido e intensamente (aproximadamente 1-3 minutos) para garantir a dispersión completa e uniforme do PAC nas augas residuais, facilitando a neutralización da carga e a formación inicial de flocos.

Control da dosificación: a dosificación óptima debe determinarse mediante probas de frasco. A sobredose pode levar á reversión da carga (re-estabilización) e un peor rendemento. O rango típico é de 50-200 mg/l.

1.3. Efectos do tratamento

Eliminación efectiva de: sólidos en suspensión (SS), partículas coloidais, algunha materia orgánica disolta e cor.

Redución dos parámetros clave: turbidez, demanda química de oxíxeno (COD) e fósforo total (TP, a través da formación de precipitado de fosfato de aluminio).

Formas: Bandos pequenos e lixeiros que se asentan lentamente.

2.Poliacrilamida (PAM)

2.1. Mecanismo de acción

O PAM é un floculante de polímeros orgánicos. O seu mecanismo central é a acción de ponte da súa estrutura de polímeros de cadea longa.

Adsorción e ponte: as moléculas PAM teñen cadeas extremadamente longas (pesos moleculares en millóns a decenas de millóns) con numerosos grupos funcionais activos (por exemplo, grupos amida -CONH) ₂, grupos iónicos). Estas cadeas longas actúan como "cordas" ou "pontes", adsorbéndose na superficie dun microfloco e estendendo na solución para adsorbirse noutros. Isto conecta múltiples flocos en aglomerados grandes, densos e de rápida sedimentación.

Efectos de carga (tipo iónico):

PAM catiónico: Posee unha carga positiva. Ademais da ponte, tamén proporciona neutralización de carga, o que o fai altamente eficaz para lodos orgánicos cargados negativamente (por exemplo, augas residuais municipais, augas residuais de procesamento de alimentos). É o tipo máis común usado para a deshidratación de lodos.

PAM aniónico: Posee unha carga negativa. Depende principalmente da ponte de cadea longa e úsase a miúdo en conxunción con coagulantes inorgánicos como o PAC, dirixido aos flocos débilmente positivos formados despois da coagulación.

PAM non iónico: Efectivo en condicións ácidas ou neutras e ofrece unha boa tolerancia ao sal.

2.2. Método de uso

A selección é crítica:

Suspensións inorgánicas (por exemplo, procesamento de minerais, auga de lavado de area): A miúdo se usa PAM aniónico.

Espessamento e deshidratación de lodos orgánicos (por exemplo, municipais, industriais): Use principalmente PAM catiónico.

Águas residuais ácidas ou de alta salinidade: Pódese considerar a PAM non iónica.

Preparación da solución: normalmente preparada como unha solución do 0,1%-0,3%. A disolución require máis tempo (40-60 minutos) e axitación suave para evitar cortar (romper) as longas cadeas de polímeros. Un tanque de envellecemento é esencial para a "activación" completa do polímero.

Punto de dosificación: Engadido despois do PAC, no "tanque de floculación" ou "zona de mestura lenta". Aquí, é necesaria unha agitación lenta (condicións de fluxo laminar) para promover o crecemento do floco sen romper os aglomerados formados.

Control da dosificación: a dosificación necesaria é moi baixa, normalmente 1-5 mg/L, e debe determinarse mediante probas de frasco.

2.3. Efectos do tratamento

Acelera significativamente a velocidade de sedimentación dos flocos.

Forma flocos grandes, fortes e compactos que son fáciles de separar.

Mellora moito a eficiencia da deshidratación dos lodos e aumenta o contido sólido da torta deshidratada.

Produce un sobrenadante máis claro (auga tratada).

3. Proceso de colaboración e Consideracións clave

Fluxo típico do proceso:

auga crua → (Axuste do pH) → Dosificación de PAC → mestura rápida → Dosificación de PAM → mestura lenta → Sedimentación → Manipulación de efluentes / lodos clarificados

Consideracións clave & Precaucións:

A orde de dosificación é crítica: primeiro debe ser PAC, despois PAM. Engadir o PAM primeiro fará que se adsorba en partículas estables individuais, protexéndoas potencialmente e evitando que o PAC neutralice efectivamente as súas cargas, levando ao fracaso do tratamento.

Dependencia do pH: PAC funciona mellor nun rango de pH de 6,5 a 8,0. Os valores extremos de pH deterioran a súa hidrólise e eficacia. Pode ser necesario axustar o pH.

Disolución completa do PAM: O PAM disolto incompletamente, con "ollos de peixe" (grumos de xele), é un desperdicio de produtos químicos e reduce gravemente o rendemento.

Intensidade de mestura: alto valor G (mestura rápida) para a dispersión de PAC; Baixo valor de G (mestura lenta) para a floculación de PAM.

A proba de tarros é esencial: a calidade da auga varía significativamente. As probas de frasco son o método máis económico para determinar o tipo óptimo e a dosificación de PAC/PAM, pH e puntos de dosificación.

Seguridade e O monómero PAM (acrilamida) é unha neurotoxina. Sempre seleccione produtos de alta calidade con baixo contido de monómeros residuais. O lodo tratado debe ser eliminado adecuadamente.

Resumo dos efectos combinados

A través da acción sinérxica de PAC e PAM, un sistema de tratamento de augas residuais pode lograr:

Eliminación altamente eficiente de sólidos suspendidos e coloidais, con taxas de eliminación de turbidez que a miúdo superan o 90%.

Redución significativa do COD e do fósforo total, o que é crucial para cumprir os estándares de descarga.

Gran mellora da separación sólido-líquido, reducindo a pegada necesaria e o tempo de retención dos tanques de sedimentación.

Creación de mellores condicións para procesos de tratamento biolóxicos ou avanzados posteriores.

Mellora substancial da deshidratabilidade dos lodos.