Poliakrylamid (PAM) jest krytycznym czynnikiem chemicznym w oczyszczaniu ścieków papierniczych. Jego właściwy wybór i zastosowanie mają kluczowe znaczenie dla efektywnej operacji, zgodności z przepisami środowiskowymi i kontroli kosztów.

1. Rola PAM w oczyszczaniu ścieków papierniczych

PAM to polimer rozpuszczalny w wodzie, który funkcjonuje głównie za pośrednictwem dwóch mechanizmów:

Krzepnięcie (neutralizacja ładunku): Głównie dla PAM kationowego. Jego dodatnie ładunki neutralizują ujemne ładunki powierzchniowe (potencjał Zeta) cząstek koloidalnych (np. włókien, wypełniaczy, barwniki), destabilizując je i pozwalając im na agregację.

Flokulacja (mostowanie): Długie łańcuchy polimerowe PAM adsorbują się na powierzchniach destabilizowanych cząstek i łączą je, tworząc duże, gęste i szybko osadzające się floki.

Ogólne skutki to:

Ulepszone oddzielanie cieczy i stałych: szybkie tworzenie się osadzalnych lub pływających floków w procesach oczyszczania (sedimentacja lub flotacja).

Poprawa jakości wody: Znaczne zmniejszenie zawieszonych substancji stałych (SS), zapotrzebowania na tlen chemiczny (COD), koloru i zamętności oczyszczonej wody.

Superior Odwodnianie szlamu: Kondycjonowanie szlamu poprzez wiążenie drobnych cząstek, uwalnianie wody związanej i zwiększenie zawartości substancji stałych odwodnionego ciasta, zmniejszając objętość i koszt usuwania.

2. Wybór poliakrylamidu (PAM)

Wybór jest złożonym procesem, który musi być określony przez testy laboratoryjne i badania na miejscu, ponieważ skład ścieków różni się znacznie w poszczególnych młynach. PAM jest klasyfikowany według jego ładunku jonowego:

A. Wybór według typu jonowego i etapu zastosowania

Etap procesuCharakterystyka ścieków/osaduZalecany typ PAMuzasadnienie

Leczenie pierwotne (wyjaśnienie: sedimentacja/flotacja)pH neutralne/alkaliczne, wysokie obciążenie ujemnie naładowanymi włóknami, wypełniacze (kaolin, CaCO) ₃), i koloidów. Wysokie SS i COD.Anionowe (APAM) lub niejonowe (NPAM)Anionowy PAM działa synergicznie z koagulantami nieorganicznymi (np. PAC, alum). Skrzep neutralizuje ładunki; APAM łączy następnie destabilizowane cząstki w duże floki. NPAM jest skuteczny w neutralnych zakresach pH.

Odwodnianie szlamu (prasa taśmowa, odśrodka)Ślad z przetwarzania biologicznego lub oczyszczania pierwotnego. Wysoka zawartość organiczna, silny ładunek ujemny, hydrofilowy i trudny do odwodnienia.Katjonowe (CPAM)Dodatkowe ładunki CPAM skutecznie neutralizują ujemne ładunki cząstek osadu organicznego. To, w połączeniu z mostowaniem polimerowym, niszczy stabilną strukturę koloidową, uwalniając wodę i poprawiając odwodnialność.

Flotacja powietrza rozpuszczonego (DAF)Zawiera lekkie materiały, takie jak drobne, żywice i środki wymiarowe.Anionowe (APAM) lub niskojonowe kationoweTworzy silne, stabilne floki o odpowiedniej wielkości i gęstości do efektywnego przymocowania do mikro-bańki powietrza i szybkiej flotacji.

B. Wybór według masy cząsteczkowej (MW)

Bardzo wysoka moc MW (> 18 mln g/mol): idealna do wyjaśnienia. Długie łańcuchy polimerowe zapewniają doskonałe połączenie, tworząc duże, szybko osadzające się floki.

Średnia do wysoka moc MW (10 - 18 milionów g/mol): Najczęstszy zakres odwodniania szlamu. Równoważa zdolność łączenia z lepkością roztworu i obsługą.

C. selekcja na podstawie jonowości (dla PAM kationowego - krytyczne dla odwodniania)

Jonowość (gęstość ładunku) jest wyrażana jako procent i jest kluczowym parametrem wyboru kationowego PAM do odwodniania osadu.

Niska jonowość (10-30%): Najlepiej nadaje się do osadów nieorganicznych (np. z obróbki pierwotnej wapnem lub gliną). Te osady wymagają więcej mostowania niż neutralizacji ładunku.

Średnia jonowość (40-60%): najbardziej wszechstronny zakres. Nadaje się do osadów mieszanych (mieszanka osadów pierwotnych i biologicznych).

Wysoka jonowość (> 60%): niezbędna dla osadów organicznych i biologicznych. Ślady te mają wysoką ujemną gęstość ładunku i wymagają silnej neutralizacji ładunku, aby rozbić stabilne, wodotrzymujące koloidy.

Uwaga: Wyższa jonowość nie zawsze jest lepsza. Nadmiar ładunku może spowodować nawijanie łańcucha polimerowego, zmniejszając jego wydajność mostowania i zwiększając koszty.

3. Ocena i optymalizacja efektywności

Po wstępnym wyborze należy przetestować i zoptymalizować wydajność.

Testowanie słoika:

Określ optymalną dawkę: Sprawdź różne dawki PAM w kontrolowanych warunkach mieszania. Obserwuj wielkość formacji floku, szybkość osadzania i przejrzystość nadnatantu. Znajdź dawkę, która daje najlepszą wydajność po najniższym koszcie.

Optymalizacja mieszania: Szybkie mieszanie (do początkowej dyspersji) i powolne mieszanie (do wzrostu floku bez ścierania) są zarówno krytyczne.

Próby pilotażowe/polowe:

Przeprowadzenie badań na rzeczywistym wyposażeniu (np. prasie taśmowej). Monitoruj kluczowe wskaźniki wydajności: suchość ciasta, zużycie polimeru, przejrzystość koncentratu/filtratu i przepustowość przetwarzania.

Kluczowe wskaźniki wydajności (KPI):

Wyjaśnienie: Prędkość osadzania, zamętność nadnadziemnego/SS, usuwanie COD.

Odwodnianie: Zawartość ciasta stałego (%), szybkość przechwytywania, przejrzystość filtratu i dawka na tonę suchych substancji stałych.

4. Ważne uwagi dotyczące stosowania

Rozpuszczanie: Należy przygotować czystą wodą w temperaturze pokojowej ( < 60°C). Użyj zautomatyzowanego systemu mieszania i starzenia, aby zapewnić całkowite rozpuszczanie (zazwyczaj 40-60 minut) w stężeniu 0,1% -0,3%. Niepełne rozpuszczenie tworzy "oczy ryb", zmniejsza skuteczność i może zatykać sprzęt.

Przechowywanie: Suchy proszek należy przechowywać w chłodnym, suchym miejscu w zamkniętych pojemnikach, aby zapobiec wchłanianiu wilgoci i zaciskaniu. Przygotowany roztwór ma ograniczony okres przechowywania (zazwyczaj < 24 godziny), ponieważ łańcuchy polimerowe się degradują, zmniejszając lepkość i skuteczność.

Punkt dodawania: Punkt wtrysku musi zapewnić optymalny kontakt i mieszanie z osadem lub ściekami.

pH: pH ścieków może wpływać na gęstość ładowania i wydajność PAM. Przed dodaniem polimeru może być konieczna regulacja pH.

Podsumowanie

Nie ma uniwersalnego PAM dla ścieków papierniczych.

Złota reguła: wyjaśnienie zazwyczaj używa anionowego PAM; Odwodnianie szlamu wykorzystuje głównie PAM kationowy.

Kluczowa metoda: Wybór musi opierać się na badaniach słoików i badaniach terenowych w celu znalezienia optymalnego typu jonowego, masy cząsteczkowej i jonowości dla konkretnego strumienia ścieków i osadów.

Ostateczny cel: osiągnięcie najlepszej efektywności oczyszczania (czysta woda, suche ciasto) przy najniższych kosztach eksploatacji.

W celu uzyskania optymalnych wyników zaleca się współpracę z doświadczonymi dostawcami PAM, którzy mogą zapewnić wsparcie techniczne i badania próbek.