Ringkasan Gambaran Umum

Dalam istilah sederhana, PAC dan PAM adalah "duo dinamis" klasik dalam pengolahan air limbah, biasanya digunakan bersama-sama dalam proses koagulasi dan flokulasi.

PAC bertindak sebagai koagulan. Peran utamanya adalah untuk menetralisasi muatan dan destabilisasi partikel dan koloid tertanggung kecil, menyebabkan mereka membentuk kelompok mikro.

PAM bertindak sebagai flocculant. Peran utamanya adalah adsorpsi dan jembatan, yang menarik kelompok mikro yang dibuat oleh PAC bersama-sama menjadi kelompok besar, padat, dan cepat menetap.

Hubungan mereka dapat dianalogikan sebagai: PAC adalah "lem" yang mengikat pasir menjadi gumpalan kecil, dan PAM adalah "jaring" yang mengumpulkan gumpalan menjadi batu besar yang mudah dihapus.

1.Polialuminium Klorida (PAC)

1.1. Mekanisme Aksi

PAC adalah koagulan polimer anorganik. Mekanisme koagulasinya didasarkan pada tiga prinsip utama:

Neutralisasi muatan: Setelah larut dalam air, PAC hidrolisis untuk menghasilkan sejumlah ion kompleks bermuatan positif (misalnya, [Al(OH)] ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). Sebagian besar partikel koloid dalam air limbah (misalnya, tanah liat, koloid organik) membawa muatan permukaan negatif. Ini seperti muatan menyebabkan partikel saling menolak dan tetap stabil dalam suspensi. Ion positif dari PAC secara efektif menetralkan muatan negatif ini, menempatkan lapisan ganda listrik dan menyebabkan destabilisasi. Hal ini memungkinkan partikel bertabrakan dan beragregasi.

Adsorpsi dan Jembatan: Produk hidrolisis PAC, seperti gel hidroksida aluminium [Al(OH) ₃], membentuk struktur yang luas dan mirip jaring dengan luas permukaan yang besar dan kapasitas adsorpsi yang kuat. Gel ini dapat "jembatan" antara partikel yang tidak stabil dan padatan tersuspensi, membentuk awal, kecil "mikro-flok" atau "flok pin".

Sweep Flocculation: Pada kisaran pH yang optimal, PAC menghasilkan presipitasi aluminium hidroksida yang substansial. Saat sedimen ini menetap, ia menjangkuk dan menyapu partikel tertanggung dengan itu, mirip dengan jaring yang jatuh.

1.2. Metode Penggunaan

Persiapan larutan: PAC padat harus terlebih dahulu dilarutkan menjadi larutan cair. Konsentrasi larutan kerja khas adalah 5% -10% (yaitu, 50-100g PAC padat per liter air). Hal ini harus ditambahkan perlahan-lahan di bawah agitasi untuk mencegah pembentukan benjolan.

Titik Dosis: Biasanya ditambahkan pada tahap "campuran cepat" atau "tangki koagulasi" proses perawatan.

Pencampuran dan Reaksi: Setelah dosis, pencampuran cepat dan intensif (sekitar 1-3 menit) diperlukan untuk memastikan dispersi PAC yang lengkap dan seragam di air limbah, memfasilitasi netralisasi muatan dan pembentukan kumpulan awal.

Kontrol Dosis: Dosis optimal harus ditentukan dengan pengujian jar. Overdosis dapat menyebabkan pembalikan muatan (re-stabilisasi) dan kinerja yang lebih buruk. Rentang khas adalah 50-200 mg / L.

1.3. Efek Perawatan

Penghapusan Efektif: Padat Tergantung (SS), partikel koloid, beberapa bahan organik terlarut, dan warna.

Pengurangan dalam Parameter Utama: Turbiditas, Chemical Oxygen Demand (COD), dan Total Phosphorus (TP, melalui pembentukan presipitat aluminium fosfat).

Bentuk: Kelompok kecil dan ringan yang menetap perlahan.

2.Poliakrilamida (PAM)

2.1. Mekanisme Aksi

PAM adalah floculant polimer organik. Mekanisme inti adalah tindakan jembatan dari struktur polimer rantai panjangnya.

Adsorpsi dan Jembatan: Molekul PAM memiliki rantai yang sangat panjang (berat molekul dalam jutaan hingga puluhan juta) dengan banyak kelompok fungsional aktif (misalnya, kelompok amida -CONH) ₂, atau kelompok ionik). Rantai panjang ini bertindak seperti "senar" atau "jembatan", menyerap ke permukaan satu kelompok mikro dan memperluas ke dalam larutan untuk menyerap ke orang lain. Ini menghubungkan beberapa kelompok menjadi aglomerat besar, padat, dan cepat menetap.

Efek muatan (Jenis Ionic):

PAM kationik: Memiliki muatan positif. Selain jembatan, ia juga menyediakan netralisasi muatan, membuatnya sangat efektif untuk lumpur organik, muatan negatif (misalnya, limbah kotamadya, air limbah pengolahan makanan). Ini adalah jenis yang paling umum digunakan untuk dewatering lumpur.

PAM anionik: Memiliki muatan negatif. Hal ini terutama bergantung pada jembatan rantai panjang dan sering digunakan bersama dengan koagulan anorganik seperti PAC, menargetkan kumpulan lemah positif yang terbentuk setelah koagulasi.

PAM non-ionik: Efektif dalam kondisi asam atau netral dan menawarkan toleransi garam yang baik.

2.2. Metode Penggunaan

Pilihan tipe sangat penting:

Suspensi anorganik (misalnya, pengolahan mineral, air cuci pasir): Sering menggunakan PAM anionik.

Pembebalan lumpur organik dan pengeringan air (misalnya, kota, industri): terutama menggunakan PAM Kationik.

Air limbah asam atau salinitas tinggi: PAM non-ionik dapat dipertimbangkan.

Persiapan Solusi: Biasanya disiapkan sebagai larutan 0,1% -0,3%. Pelarutan membutuhkan lebih banyak waktu (40-60 menit) dan agitasi lembut untuk menghindari geser (memecahkan) rantai polimer panjang. Tangki penuaan sangat penting untuk "aktivasi" lengkap dari polimer.

Titik Dosis: Ditambahkan setelah PAC, di "tangki flokulasi" atau "zona campuran lambat". Di sini, pengadukan lambat (kondisi aliran laminar) diperlukan untuk mempromosikan pertumbuhan kumpulan tanpa memecahkan aglomerat yang terbentuk.

Kontrol Dosis: Dosis yang diperlukan sangat rendah, biasanya 1-5 mg / L, dan harus ditentukan oleh pengujian jar.

2.3. Efek Perawatan

Secara signifikan mempercepat kecepatan penyelesaian kelompok.

Membentuk kumpulan besar, kuat, dan kompak yang mudah dipisahkan.

Sangat meningkatkan efisiensi pengeringan lumpur dan meningkatkan kandungan padat dari kue yang dikeringan.

Menghasilkan supernatan yang lebih jelas (air yang diperlakukan).

3. Proses Kolaborasi & Pertimbangan Utama

Aliran proses khas:

Air mentah → (Penyesuaian pH) → Dosis PAC → Campuran Cepat → Dosis PAM → campuran lambat → Sedimentasi → Pengolahan limbah / lumpur yang diklarifikasi

Pertimbangan Utama & Penjagaan:

Dosis Order Penting: Ini harus PAC pertama, kemudian PAM. Menambahkan PAM terlebih dahulu akan menyebabkan adsorpsi ke partikel stabil individu, berpotensi melindungi mereka dan mencegah PAC secara efektif menetralkan muatan mereka, yang mengakibatkan kegagalan pengobatan.

Ketergantungan pH: PAC bekerja paling baik dalam kisaran pH 6,5 hingga 8,0. Nilai pH yang ekstrim merusak hidrolisis dan efektivitasnya. Penyesuaian pH mungkin diperlukan.

Pelarutan Lengkap PAM: PAM yang tidak terlarut sepenuhnya, dengan "mata ikan" (benjolan gel), adalah limbah bahan kimia dan sangat mengurangi kinerja.

Intensitas pencampuran: Nilai G tinggi (pencampuran cepat) untuk dispersi PAC; Nilai G rendah (pencampuran lambat) untuk flokulasi PAM.

Pengujian Jar Penting: Kualitas air bervariasi secara signifikan. Tes Jar adalah metode yang paling hemat biaya untuk menentukan jenis dan dosis optimal dari PAC / PAM, pH, dan titik dosis.

Keselamatan & Lingkungan: Monomer PAM (akrilamida) adalah neurotoksin. Selalu pilih produk berkualitas tinggi dengan kandungan monomer residual rendah. Lumpur yang dirawat harus dibuang dengan benar.

Ringkasan Efek Gabungan

Melalui tindakan sinergis PAC dan PAM, sistem pengolahan air limbah dapat mencapai:

Penghapusan padatan tertanggung dan koloid yang sangat efisien, dengan tingkat penghapusan turbiditas sering melebihi 90%.

Pengurangan signifikan dalam COD dan Total Phosphorus, yang sangat penting untuk memenuhi standar pelepasan.

Sangat meningkatkan pemisahan padat-cairan, mengurangi jejak kaki yang diperlukan dan waktu retensi tangki sedimentasi.

Penciptaan kondisi yang lebih baik untuk proses perawatan biologis atau lanjutan berikutnya.

Peningkatan substansial dalam dewaterability lumpur.