Samenvatting Overzicht

In eenvoudige woorden, PAC en PAM zijn een klassieke "dynamische duo" in afvalwaterbehandeling, meestal samen gebruikt in het stollings- en flocculatieproces.

PAC fungeert als een coagulant. De belangrijkste rol is om ladingen te neutraliseren en kleine opgeschorte deeltjes en colloïden te destabiliseren, waardoor ze micro-flocks vormen.

PAM fungeert als een flocculant. De belangrijkste rol is adsorptie en overbrugging, die de micro-flocks die door PAC worden gecreëerd bij elkaar trekt tot grote, dichte en snel nederzettende flocks.

Hun relatie kan worden geanalyseerd als: PAC is de "lijm" die zand bindt in kleine kloppen, en PAM is het "net" dat de kloppen verzamelt in een grote, gemakkelijk te verwijderen steen.

1.Polyaluminiumchloride (PAC)

1.1. Mechanisme van actie

PAC is een anorganisch polymer coagulant. Het stollingsmechanisme is gebaseerd op drie belangrijke principes:

Ladingsneutralisatie: Bij oplossen in water hydrolyseert PAC tot een veelheid van positief geladen complexe ionen (bijvoorbeeld [Al(OH)] ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). De meeste colloïdale deeltjes in afvalwater (bijvoorbeeld klei, organische colloïden) dragen een negatieve oppervlaktelijke lading. Deze soortgelijke ladingen zorgen ervoor dat de deeltjes elkaar afstoten en stabiel blijven in suspensie. De positieve ionen van PAC neutraliseren deze negatieve ladingen effectief, comprimeren de elektrische dubbele laag en veroorzaken destabilisatie. Hierdoor kunnen de deeltjes botsen en samenkomen.

Adsorptie en Overbrugging: De gehydrolyseerde producten van PAC, zoals aluminiumhydroxidegel [Al(OH) ₃], vormen een enorme, net-achtige structuur met een groot oppervlakte en een sterke adsorptiecapaciteit. Deze gel kan "bruggen" tussen de gedestabiliseerde deeltjes en opgeschorte vaste stoffen, waardoor initiële, kleine "micro-flocks" of "pin flocks" worden gevormd.

Veeg Flocculatie: Bij een optimaal pH-bereik genereert PAC een substantiële neerslag van aluminiumhydroxide. Naarmate deze neerslag zich neerzet, verstrikt en veegt het opgehangen deeltjes erop, vergelijkbaar met een vallend net.

1.2. Gebruiksmethode

Oplossingsvoorbereiding: Vaste PAC moet eerst worden opgelost in een vloeibare oplossing. Een typische werkoplossingsconcentratie is 5%-10% (d.w.z. 50-100g vaste PAC per liter water). Het moet langzaam worden toegevoegd onder agitatie om de vorming van knobbels te voorkomen.

Doseringspunt: Meestal toegevoegd bij de "snelle mix" of "stollingstank" fase van het behandelingsproces.

Meng en reactie: Na dosering is snel en intens mengen (ongeveer 1-3 minuten) vereist om een ​​volledige en uniforme dispersie van PAC in het afvalwater te garanderen, waardoor ladingsneutralisatie en aanvankelijke flokvorming worden vergemakkelijkt.

Doseringscontrole: De optimale dosering moet worden bepaald door pottest. Overdosering kan leiden tot ladingsomkering (herstabilisatie) en slechtere prestaties. Het typische bereik is 50-200 mg/L.

1.3. Behandelingseffecten

Effectieve verwijdering van: opgeschorte vaste stoffen (SS), colloïdale deeltjes, sommige opgeloste organische stof en kleur.

Vermindering van de belangrijkste parameters: turbiditeit, chemische zuurstofvraag (COD) en totale fosfor (TP, via de vorming van aluminiumfosfaatneerslag).

Vormen: Kleine, lichte flokken die zich langzaam vestigen.

2.Polyacrylamide (PAM)

2.1. Mechanisme van actie

PAM is een organisch polymer flocculant. Het kernmechanisme is de overbruggende werking van de lange keten polymere structuur.

Adsorptie en overbrugging: PAM-moleculen hebben extreem lange ketens (moleculaire gewichten in de miljoenen tot tientallen miljoenen) met talrijke actieve functionele groepen (bijvoorbeeld amidegroepen -CONH) ₂, ionische groepen). Deze lange ketens werken als "touwen" of "bruggen", adsorberen op het oppervlak van een micro-flok en strekken zich uit in de oplossing om op anderen te adsorberen. Dit verbindt meerdere flocks in grote, dichte en snel nederzettende agglomeraten.

Ladingseffecten (ionisch type):

Kationisch PAM: bezit een positieve lading. Naast overbrugging biedt het ook ladingsneutralisatie, waardoor het zeer effectief is voor organisch, negatief geladen slib (bijvoorbeeld gemeentelijk rioolwater, voedselverwerkingsafvalwater). Het is het meest voorkomende type dat wordt gebruikt voor het ontwateren van slib.

Anionische PAM: bezit een negatieve lading. Het is voornamelijk afhankelijk van lange ketenbrugging en wordt vaak gebruikt in combinatie met anorganische stollingsstoffen zoals PAC, gericht op de zwak positieve flokken gevormd na stolling.

Niet-ionische PAM: Effectief in zure of neutrale omstandigheden en biedt een goede zouttolerantie.

2.2. Gebruiksmethode

De selectie van het type is cruciaal:

Anorganische suspensies (bijvoorbeeld mineraalverwerking, zandwaswater): Vaak anionisch PAM gebruiken.

Organisch slib verdikking en ontwatering (bijvoorbeeld gemeentelijke, industriële): Voornamelijk gebruik Cationic PAM.

Zuur of hoogzout afvalwater: niet-ionisch PAM kan worden overwogen.

Oplossingsvoorbereiding: Meestal bereid als een 0,1%-0,3% oplossing. Oplossing vereist meer tijd (40-60 minuten) en zachte agitatie om te voorkomen dat de lange polymeerkettingen worden geschaard (gebroken). Een verouderingstank is essentieel voor de volledige "activering" van het polymeer.

Doseringspunt: Toegevoegd na PAC, in de "flocculatietank" of "slow mix zone". Hier is langzaam roeren (laminaire stroomomstandigheden) vereist om de flokgroei te bevorderen zonder de gevormde agglomeraten te breken.

Doseringscontrole: De vereiste dosering is zeer laag, meestal 1-5 mg / L, en moet worden bepaald door pottest.

2.3. Behandelingseffecten

Het versnelt de afzettingssnelheid van flocks aanzienlijk.

Vormt grote, sterke en compacte flocks die gemakkelijk te scheiden zijn.

Verbetert drastisch slib ontwatering efficiëntie en verhoogt het vaste gehalte van de ontwaterde taart.

Produceert een helderder supernatant (behandeld water).

3. Samenwerkingsproces & Belangrijkste overwegingen

Typische processtroom:

Rauw water → (pH-aanpassing) → PAC Dosering → Snelle mix → PAM Dosering → Langzame mix → Sedimentatie → Verhandeling van verduidelijkte afvalvloeistoffen / slib

Belangrijkste overwegingen & Voorzorgsmaatregelen:

Doseringsvolgorde is kritisch: het moet eerst PAC zijn, dan PAM. Het toevoegen van PAM zal ervoor zorgen dat het adsorbeert op individuele stabiele deeltjes, waarmee ze mogelijk worden afgeschermd en PAC wordt voorkomen om hun ladingen effectief te neutraliseren, wat leidt tot behandelingsmislukking.

pH-afhankelijkheid: PAC werkt het beste in een pH-bereik van 6,5 tot 8,0. Extreme pH-waarden beïnvloeden de hydrolyse en effectiviteit. pH-aanpassing kan nodig zijn.

Volledige oplossing van PAM: Onvolledig opgelost PAM, met "visogen" (gelkloppen), is een verspilling van chemicaliën en vermindert de prestaties ernstig.

Mengintensiteit: Hoge G-waarde (snel mengen) voor PAC-dispersie; Lage G-waarde (langzaam mengen) voor PAM flocculatie.

Pottesten is essentieel: de waterkwaliteit varieert aanzienlijk. Pottesten zijn de meest kosteneffectieve methode om het optimale type en dosering van PAC/PAM, pH en doseringspunten te bepalen.

Veiligheid & Milieu: Het PAM monomeer (acrylamide) is een neurotoxine. Kies altijd hoogwaardige producten met een laag residueel monomeergehalte. Behandeld slib moet correct worden verwijderd.

Samenvatting van gecombineerde effecten

Door de synergische werking van PAC en PAM kan een afvalwaterzuiveringssysteem:

Zeer efficiënte verwijdering van opgeschorte en colloïdale vaste stoffen, met troebelheidsverwijderingen die vaak meer dan 90% overschrijden.

Aanzienlijke vermindering van COD en Total Phosphorus, wat cruciaal is voor het voldoen aan de lozingsnormen.

Sterk verbeterde vaste-vloeibare scheiding, waardoor de vereiste voetafdruk en retentietijd van sedimentatietanks worden verminderd.

Het creëren van betere voorwaarden voor latere biologische of geavanceerde behandelingen.

Aanzienlijke verbetering van de ontwaterbaarheid van slib.