Poliacrilamida (PAM) é um agente químico crítico no tratamento de águas residuais de fábricas de papel. Sua correta seleção e aplicação são primordiais para operações eficientes, cumprimento de regulamentos ambientais e controle de custos.

1. O papel do PAM no tratamento de águas residuais da fábrica de papel

PAM é um polímero solúvel em água que funciona principalmente através de dois mecanismos:

Coagulação (neutralização de carga): principalmente para PAM catiônica. Suas cargas positivas neutralizam as cargas superficiais negativas (potencial Zeta) de partículas coloidais (por exemplo, fibras, enchimentos, corantes), desestabilizando-as e permitindo-lhes agregar.

Floculação (ponte): As longas cadeias de polímeros do PAM adsorbem sobre as superfícies de partículas desestabilizadas e as juntam, formando flocos grandes, densos e de rápida instalação.

Os efeitos globais são:

Separação sólido-líquido melhorada: Formação rápida de flocos sedimentáveis ou flutuantes em processos de clarificação (sedimentação ou flotação).

Melhoria da Qualidade da Água: Redução significativa nos Sólidos Suspensos (SS), Demanda Química de Oxigênio (COD), cor e turbidez da água tratada.

Desidratação de lama superior: condicionar a lama ligando partículas finas, liberando água ligada e aumentando o conteúdo sólido do bolo desidratado, reduzindo o volume e o custo de eliminação.

2. Seleção da poliacrilamida (PAM)

A seleção é um processo complexo que deve ser determinado por testes de laboratório e ensaios no local, uma vez que a composição das águas residuais varia muito entre os moinhos. PAM é categorizado por sua carga iónica:

A. Seleção por tipo iônico e estágio de aplicação

Fase do processoCaracterísticas de águas residuais/lodoTipo PAM recomendadoRazão

Tratamento primário (esclarecimento: sedimentação/flotação)pH neutro/alcalino, alta carga de fibras carregadas negativamente, enchimentos (caolín, CaCO) ₃), e colóides. Alta SS e COD.Aniônico (APAM) ou não iónico (NPAM)O PAM aniônico funciona sinergicamente com coagulantes inorgânicos (por exemplo, PAC, alum). O coagulante neutraliza as cargas; Em seguida, o APAM conecta as partículas desestabilizadas em grandes flocos. O NPAM é eficaz em intervalos de pH neutros.

Deságua de lodo (prensa de cinto, centrífuga)Lama de tratamento biológico ou esclarecimento primário. Alto conteúdo orgânico, carga fortemente negativa, hidrofílico e difícil de desidratar.Catiónico (CPAM)As cargas positivas do CPAM neutralizam efetivamente as cargas negativas das partículas de lama orgânica. Isso, combinado com a ponte do polímero, destrói a estrutura estável do coloide, liberando água e melhorando a desidratabilidade.

Flotação de ar dissolvido (DAF)Contém materiais leves como finas, resinas e agentes de dimensionamento.Aniônico (APAM) ou catiônico de baixa ionicidadeForma flocos fortes e estáveis do tamanho e densidade certos para uma fixação eficaz a bolhas de micro-ar e rápida flotação.

B. Seleção pelo peso molecular (MW)

Muito alto MW (> 18 milhões g/mol): Ideal para esclarecimento. As longas cadeias de polímeros proporcionam uma excelente ponte, formando grandes flocos de sedimentação rápida.

Média a Alta MW (10 - 18 milhões g/mol): A gama mais comum para a desidratação de lodos. Equilibra a capacidade de ponte com a viscosidade da solução e a manipulação.

C. Seleção por Ionicidade (Para PAM Cationic - Crítico para Desidratação)

A ionicidade (densidade de carga) é expressa em porcentagem e é o parâmetro chave para a escolha de um PAM catiônico para a desidratação da lama.

Baixa ionicidade (10-30%): Melhor para lodas inorgânicas (por exemplo, do tratamento primário com cal ou argila). Essas lamas exigem mais ponte do que neutralização de carga.

Ionidade média (40-60%): A gama mais versátil. Adequado para lamas misturas (uma mistura de lamas primárias e biológicas).

Ionidade elevada (> 60%): Essencial para lamas orgânicas e biológicas. Essas lamas têm uma alta densidade de carga negativa e requerem uma forte neutralização de carga para quebrar colóides estáveis ​​de retenção de água.

Nota: ionicidade maior nem sempre é melhor. O excesso de carga pode causar bobinagem da cadeia do polímero, reduzindo sua eficiência de ponte e aumentando o custo.

3. Avaliação e otimização da eficácia

Após uma seleção preliminar, o desempenho deve ser testado e otimizado.

Teste do frasco:

Determinar a Dosagem Ótima: Teste diferentes doses de PAM em condições de agitação controlada. Observe o tamanho da formação do floco, a velocidade de sedimentação e a clareza do sobrenadante. Encontre a dose que dá o melhor desempenho ao menor custo.

Otimizar a mistura: mistura rápida (para a dispersão inicial) e mistura lenta (para o crescimento do floco sem corte) são ambos críticos.

Ensaios piloto/de campo:

Realizar ensaios no equipamento real (por exemplo, prensa de correia). Monitore os principais indicadores de desempenho: secidade do bolo, taxa de consumo de polímero, clareza do centrado/filtrado e rendimento de processamento.

Indicadores-chave de desempenho (KPIs):

Clarificação: Velocidade de sedimentação, turbidez sobrenadante/SS, remoção de COD.

Desidratação: Conteúdo de sólidos de bolo (%), taxa de captura, clareza do filtrado e dosagem por tonelada de sólidos secos.

4. Considerações importantes de uso

Dissolução: Deve ser preparada com água limpa a temperatura ambiente ( < 60°C). Use um sistema de mistura e envelhecimento automatizado para garantir a dissolução completa (tipicamente 40-60 minutos) em uma concentração de 0,1%-0,3%. A dissolução incompleta cria "olhos de peixe", reduz a eficácia e pode obstruir o equipamento.

Armazenamento: o pó seco deve ser armazenado em um lugar fresco e seco em recipientes selados para evitar a absorção de umidade e a aglomeração. A solução preparada tem uma vida útil limitada (geralmente < 24 horas) à medida que as cadeias de polímeros se degradam, reduzindo a viscosidade e a eficácia.

Ponto de adição: O ponto de injeção deve garantir o contato ideal e a mistura com a lama ou as águas residuais.

pH: O pH das águas residuais pode afetar a densidade de carga e o desempenho do PAM. O ajuste do pH pode ser necessário antes da adição do polímero.

Resumo

Não existe PAM universal para as águas residuais das fábricas de papel.

Regra de Ouro: Clarificação normalmente usa PAM aniônico; Desidratação de lodo usa principalmente PAM catiônico.

Método chave: a seleção deve ser baseada em testes de frasco e ensaios de campo para encontrar o tipo iônico ideal, peso molecular e ionicidade para a corrente específica de águas residuais e lama.

Objetivo final: Alcançar a melhor eficiência de tratamento (água limpa, bolo seco) ao menor custo operacional.

A colaboração com fornecedores PAM experientes que podem fornecer suporte técnico e testes de amostras é altamente recomendada para obter resultados ideais.