L'uso di poliacrilammide per trattare le acque reflue di discarica o di rifiuti è un comune metodo di trattamento fisico e chimico. Viene utilizzato principalmente come coagulante o flocculante per rafforzare il processo di coagulazione / flocculazione e rimuovere colloidi, solidi sospesi e alcune sostanze organiche nel lixiviato.

Le seguenti sono informazioni chiave sull'uso della poliacrilammide per trattare il lixiviato di discarica; o acque reflue lixiviate di rifiuti:

Principio di azione:

Neutralizzazione della carica e ponteggio:

Il lixiviato di discarica contiene un gran numero di particelle colloidali cariche negativamente, humus, frammenti microbici, ecc.

La poliacrilammide (PAM) è un polimero ad alta molecolarità con molti gruppi reattivi sulla sua catena molecolare (a seconda del tipo: anionico, cationico o non ionico).

PAM cationico: più comunemente utilizzato per il trattamento del lixiviato. I gruppi carichi positivamente sulla sua catena molecolare possono effettivamente neutralizzare le particelle colloidali cariche negativamente, ridurre il loro potenziale Zeta, distruggere la stabilità delle particelle colloidali e destabilizzarle.

Effetto di ponteggio: Le lunghe catene molecolari del PAM possono "ponteggiare" tra più particelle colloidali destabilizzate o minuscoli flock, collegandoli insieme per formare flock più grandi, più densi e più facili da insediare o galleggiare (fiori di allumone).

Funzione di cattura e spazzatura della rete: nel processo di formazione di grandi flock, avvolgerà e spazzerà piccoli solidi sospesi e sostanze parzialmente sciolte nell'acqua.

Principali scopi di applicazione:

Rafforzare la separazione solido-liquido: migliorare significativamente l'efficienza di rimozione di solidi e colloidi sospesi mediante coagulazione, sedimentazione o processo di flottazione all'aria e ridurre la turbidità e il colore.

Rimozione di parte della materia organica: rimuovere la materia organica che è combinata con colloidi, sostanza sospesa o può essere assorbita da flochi, e riduce COD (principalmente COD colloidale e insolubile).

Migliorare le prestazioni di disidratazione dei fanghi: nella fase successiva del trattamento dei fanghi, il PAM viene spesso utilizzato anche per il condizionamento dei fanghi per migliorare l'efficienza di disidratazione dei fanghi (contenuto di umidità inferiore).

Come pretrattamento: di solito è il collegamento di pretrattamento o post-trattamento biochimico nell'intero processo di trattamento del lixiviato (come: pretrattamento + trattamento biochimico + trattamento avanzato), con l'obiettivo di ridurre il carico delle unità di trattamento successive (in particolare trattamento a membrana o trattamento biologico), prevenire l'intasamento e migliorare l'efficienza generale del trattamento.

Selezione del tipo PAM:

PAM cationico: Il tipo più comunemente utilizzato per il trattamento del lixiviato di discarica. Poiché le particelle colloidali nel lixiviato sono di solito caricate negativamente, il PAM cationico può neutralizzare efficacemente le loro cariche ed esercitare un forte effetto ponteggiante. La densità di carica (ionicità) deve essere presa in considerazione durante la selezione. Più complessa è la qualità dell'acqua lixiviata e più alta è la concentrazione di colloidi, più è richiesto PAM cationico con ionicità superiore.

PAM anionico: può essere utilizzato quando il lixiviato contiene principalmente solidi sospesi carichi positivamente (come alcuni idrossidi metallici), o può essere aggiunto dopo il floco carico positivamente formato da coagulanti inorganici (come PAC, PFS) per utilizzare le sue lunghe catene per il ponteggio. Raramente viene utilizzato da solo in lixiviato.

PAM non ionico: insensibile ai cambiamenti di pH e salinità, ma ha una debole capacità di neutralizzazione della carica. È adatto per i lixiviati con condizioni complesse di qualità dell'acqua, grandi fluttuazioni del pH o alta salinità, o quando la carica superficiale delle particelle è vicina al neutrale. Ci sono relativamente poche applicazioni.

Chiave: devono essere condotti test di laboratorio o test pilota in loco per determinare il tipo di PAM più adatto, l'ionicità e il dosaggio ottimale. La composizione del lixiviato è complessa e variabile (influenzata dall’età delle discariche, dalla stagione, dalle piogge, ecc.) e non c’è scelta universale.

Note di applicazione:

Utilizzo con coagulanti inorganici: il PAM di solito non viene utilizzato da solo, ma in combinazione con coagulanti inorganici (come cloruro di polialluminio, solfato poliferrico, solfato ferroso, ecc.). Generalmente, il coagulante inorganico viene aggiunto prima per la neutralizzazione della carica e la flocculazione preliminare, e poi PAM viene aggiunto per il ponteggio per formare grandi e densi fiori di allumone. L’ordine e l’intervallo di dosaggio sono importanti.

Dissoluzione e preparazione: PAM è una particella solida o polvere, che deve essere sciolto in una soluzione di una certa concentrazione (di solito 0,1%-0,5%) prima di essere aggiunto. Il processo di dissoluzione richiede una stiratura lenta e uniforme per evitare l'ingrossamento ("occhi di pesce"). Una dissoluzione insufficiente influirà gravemente sull'effetto. L'acqua sciolta deve essere acqua pulita del rubinetto o acqua riciclata.

Punto di dosaggio e miscelazione: il punto di dosaggio deve essere selezionato dopo che la reazione di coagulazione è sufficiente e prima di entrare nel serbatoio di sedimentazione o nel serbatoio di flottazione. Sono necessarie condizioni di miscelazione adeguate (come miscelatori per tubi, agitazione meccanica) per dispersare rapidamente e uniformemente la soluzione PAM, ma senza un eccessivo taglio per distruggere i floc formati.

Ottimizzazione del dosaggio: troppo poco non raggiungerà l'effetto; troppo non è solo spreco, ma può anche portare alla re-stabilizzazione colloidale (inversione della carica) o alla dispersione del floco, rendendo l'effluente più turbo. Il dosaggio economicamente efficace deve essere determinato attraverso esperimenti.

Adattabilità della qualità dell'acqua: valore del pH, temperatura, salinità, tipo di materia organica, ecc. influenzeranno tutti l'effetto del PAM. La qualità dell'acqua lixiviata fluttua notevolmente e richiede un monitoraggio e una regolazione regolari.

Considerazioni sull'inquinamento secondario: il PAM stesso ha una bassa tossicità, ma il suo monomero acrilammide è neurotossico. Dovrebbero essere selezionati prodotti con bassi residui di monomeri che soddisfano gli standard (ad esempio qualità dell'acqua potabile o certificazione ambientale). I fanghi trattati contengono PAM e il loro smaltimento finale (discarica, incenerimento, uso agricolo, ecc.) deve tener conto degli impatti ambientali rilevanti.

Effetti e limitazioni:

Vantaggi: funzionamento relativamente semplice; può rimuovere rapidamente ed efficacemente SS, turbidità, colore e parte di COD; migliorare le prestazioni di sedimentazione e disidratazione dei fanghi; I costi operativi sono relativamente controllabili (come pretrattamento).

limitazione:

Rimuove principalmente gli inquinanti colloidali e sospesi e ha un effetto di rimozione limitato sulla materia organica piccola molecolare sciolta, l'azoto di ammoniaca e gli ioni di metalli pesanti (a meno che i precipitati non siano formati e adsorbiti dai floc).

Non può raggiungere la purificazione completa e lo scarico standard del lixiviato e deve essere utilizzato in combinazione con altri processi (come trattamento biologico anaerobico / aerobico, separazione della membrana, ossidazione avanzata, ecc.).

Viene prodotta una grande quantità di fanghi chimici, il che aumenta la difficoltà e il costo del trattamento e dello smaltimento dei fanghi.

Il consumo e l'effetto delle sostanze chimiche sono fortemente influenzati dalle fluttuazioni della qualità dell'acqua.

Riassumere:

La poliacrilammide (specialmente di tipo cationico) è un importante coagulante/flocculante durante il trattamento del lixiviato di discarica. Ha effetti significativi nel rafforzare la sedimentazione della coagulazione / flottazione dell'aria, rimuovere colloidi e solidi sospesi e migliorare le prestazioni dei fanghi. Ma non è una tecnologia di trattamento indipendente, ma funge da unità di pretrattamento o di trattamento intermedio per servire l'intero sistema di trattamento del lixiviato. La chiave per la sua applicazione di successo sta nella selezione del tipo e dell'ionicità PAM appropriati, nel controllo accurato del dosaggio, nell'ottimizzazione del punto di dosaggio e delle condizioni di miscelazione e nella sinergia efficace con i coagulanti inorganici e altri processi di trattamento. Nelle applicazioni pratiche, devono essere condotti esperimenti rigorosi per determinare i parametri di processo ottimali e prestare attenzione ai problemi di trattamento dei fanghi che generano.