Poliakrilamida (PAM) adalah agen kimia kritis dalam mengolah air limbah pabrik kertas. Pemilihan dan penerapannya yang tepat sangat penting untuk operasi yang efisien, kepatuhan dengan peraturan lingkungan, dan kontrol biaya.

1. Peran PAM dalam Pengolahan Air Limbah Pabrik Kertas

PAM adalah polimer larut dalam air yang terutama berfungsi melalui dua mekanisme:

Koagulasi (Charge Neutralization): terutama untuk PAM kationik. muatan positifnya menetralkan muatan permukaan negatif (potensi Zeta) partikel koloid (misalnya, serat, pengisi, pewarna), destabilisasi mereka dan memungkinkan mereka untuk agregasi.

Flokulasi (Bridging): Rantai polimer panjang PAM menyerap ke permukaan partikel yang tidak stabil dan menjembatani mereka bersama-sama, membentuk kumpulan besar, padat, dan cepat menetap.

Efek keseluruhan adalah:

Peningkatan Pemisahan Padat-Cairan: Pembentukan cepat dari kumpulan yang dapat diselesaikan atau mengapung dalam proses klarifikasi (sedimentasi atau flotasi).

Peningkatan Kualitas Air: Pengurangan yang signifikan dalam Suspended Solids (SS), Chemical Oxygen Demand (COD), warna, dan turbiditas air yang diolah.

Dewatering Lumpur Superior: Kondisi lumpur dengan mengikat partikel halus, melepaskan air yang terikat, dan meningkatkan kandungan padat dari kue yang dihilangkan air, mengurangi volume pembuangan dan biaya.

2. Pemilihan Poliakrilamida (PAM)

Seleksi adalah proses yang kompleks yang harus ditentukan oleh tes jar laboratorium dan uji coba di lokasi, karena komposisi air limbah sangat bervariasi antara pabrik. PAM dikategorikan dengan muatan ioniknya:

A. Pemilihan berdasarkan Jenis Ionic dan Tahap Aplikasi

Tahap ProsesKarakteristik air limbah / lumpurJenis PAM yang direkomendasikanRasionalitas

Perawatan Utama (Klarifikasi: Sedimentasi / Flotasi)pH netral / alkali, beban tinggi serat bermuatan negatif, pengisi (kaolin, CaCO ₃), dan colloids. SS dan COD tinggi.Anionik (APAM) atau Non-Ionic (NPAM)PAM anionik bekerja secara sinergis dengan koagulan anorganik (misalnya, PAC, alum). Kogulan menetralkan muatan; APAM kemudian menjembatani partikel yang tidak stabil menjadi kumpulan besar. NPAM efektif dalam kisaran pH netral.

Penghapusan lumpur (Belt Press, Centrifuge)Lumpur dari perawatan biologis atau klarifikasi primer. Kandungan organik tinggi, muatan negatif yang kuat, hidrofilik, dan sulit untuk mengeluarkan air.Kationik (CPAM)Beban positif dari CPAM secara efektif menetralkan beban negatif dari partikel lumpur organik. Ini, dikombinasikan dengan jembatan polimer, menghancurkan struktur koloid yang stabil, melepaskan air dan meningkatkan dewaterabilitas.

Pelapuan Udara Terlarut (DAF)Berisi bahan ringan seperti halus, resin, dan agen ukuran.Anionik (APAM) atau Kationik Ionisitas RendahMembentuk kumpulan yang kuat dan stabil dengan ukuran dan kepadatan yang tepat untuk pemasangan yang efektif pada gelembung udara mikro dan flotasi cepat.

B. Seleksi berdasarkan Berat Molekul (MW)

MW Sangat Tinggi (> 18 juta g / mol): Ideal untuk klarifikasi. Rantai polimer panjang memberikan jembatan yang sangat baik, membentuk kumpulan besar dan cepat menetap.

MW menengah hingga tinggi (10 - 18 juta g / mol): Rentang yang paling umum untuk pengeringan lumpur. Keseimbangan kemampuan jembatan dengan viskositas larutan dan penanganan.

C. Seleksi oleh Ionisitas (Untuk PAM Kationik - Kritis untuk Dewatering)

Ionisitas (kepadatan muatan) diekspresikan sebagai persentase dan merupakan parameter kunci untuk memilih PAM kationik untuk pengurangan lumpur.

Ionisitas Rendah (10-30%): Terbaik untuk lumpur anorganik (misalnya, dari pengolahan primer dengan kapur atau tanah liat). Lumpur ini membutuhkan lebih banyak jembatan daripada netralisasi muatan.

Ionisitas menengah (40-60%): rentang yang paling serbaguna. Cocok untuk lumpur campuran (campuran lumpur primer dan biologis).

Ionisitas Tinggi (> 60%): Penting untuk lumpur organik dan biologis. Lumpur ini memiliki kepadatan muatan negatif yang tinggi dan memerlukan netralisasi muatan yang kuat untuk memecah koloid tahan air yang stabil.

Catatan: Ionisitas yang lebih tinggi tidak selalu lebih baik. Biaya berlebihan dapat menyebabkan kumpulan rantai polimer, mengurangi efisiensi jembatan dan meningkatkan biaya.

3. Menilai dan Mengoptimalkan Efektivitas

Setelah seleksi awal, kinerja harus diuji dan dioptimalkan.

Pengujian Jar:

Tentukan Dosis Optimal: Uji dosis PAM yang berbeda dalam kondisi pengadukan yang terkontrol. Perhatikan ukuran pembentukan kelompok, kecepatan penyelesaian, dan kejelasan supernatan. Temukan dosis yang memberikan kinerja terbaik dengan biaya terendah.

Mengoptimalkan Campuran: Campuran cepat (untuk dispersi awal) dan campuran lambat (untuk pertumbuhan kumpulan tanpa geser) keduanya sangat penting.

Pilot / uji lapangan:

Melakukan uji coba pada peralatan yang sebenarnya (misalnya, belt press). Monitor indikator kinerja utama: kekeringan kue, tingkat konsumsi polimer, kejelasan sentrat / filtrat, dan throughput pemrosesan.

Indikator Kinerja Utama (KPI):

Klarifikasi: Kecepatan penyelesaian, turbiditas supernatan / SS, penghapusan COD.

Penghapusan air: Kandungan padatan kue (%), tingkat penangkapan, kejelasan penyaringan, dan dosis per ton padatan kering.

4. Pertimbangan Penggunaan Penting

Larutan: Harus disiapkan dengan air bersih pada suhu kamar (< 60 ° C). Gunakan sistem pencampuran dan penuaan otomatis untuk memastikan larutan lengkap (biasanya 40-60 menit) pada konsentrasi 0,1% -0,3%. Larutan yang tidak lengkap menciptakan "mata ikan", mengurangi efektivitas, dan dapat menyumbat peralatan.

Penyimpanan: Bubuk kering harus disimpan di tempat yang dingin dan kering dalam wadah yang disegel untuk mencegah penyerapan kelembaban dan caking. Larutan yang disiapkan memiliki umur simpan terbatas (biasanya < 24 jam) karena rantai polimer merusak, mengurangi viskositas dan efektivitas.

Titik Tambahan: Titik injeksi harus memastikan kontak dan pencampuran yang optimal dengan lumpur atau air limbah.

pH: pH air limbah dapat mempengaruhi kepadatan muatan dan kinerja PAM. Penyesuaian pH mungkin diperlukan sebelum penambahan polimer.

Ringkasan

Tidak ada PAM universal untuk air limbah pabrik kertas.

Aturan Emas: Klarifikasi biasanya menggunakan PAM anionik; Sludge Dewatering terutama menggunakan PAM cationic.

Metode Kunci: Seleksi harus didasarkan pada pengujian jar dan uji lapangan untuk menemukan jenis ion optimal, berat molekul, dan ionisitas untuk aliran limbah dan lumpur tertentu.

Tujuan utama: Untuk mencapai efisiensi pengolahan terbaik (air bersih, kue kering) dengan biaya operasi terendah.

Berkolaborasi dengan pemasok PAM yang berpengetahuan yang dapat memberikan dukungan teknis dan pengujian sampel sangat direkomendasikan untuk hasil optimal.