Rezumat Prezentare generală

În termeni simpli, PAC și PAM sunt un "duo dinamic" clasic în tratarea apei reziduale, de obicei utilizate împreună în procesul de coagulare și floculare.

PAC acționează ca un coagulant. Rolul său principal este de a neutraliza sarcinile și de a destabiliza particulele suspendate și coloidii mici, determinându-le să formeze micro-flocuri.

PAM acționează ca un floculant. Rolul său principal este adsorbția și punerea de pod, care trage microflocurile create de PAC împreună în flocuri mari, dense și rapid de așezare.

Relația lor poate fi analogizată ca: PAC este "lipiciul" care leagă nisipul în grupuri mici, iar PAM este "rețeaua" care adună grupurile într-o piatră mare, ușor de îndepărtat.

1.Clorură de polialuminiu (PAC)

1.1. Mecanismul de acţiune

PAC este un coagulant inorganic de polimeri. Mecanismul său de coagulare se bazează pe trei principii cheie:

Neutralizarea sarcinii: După dizolvare în apă, PAC se hidrolizează pentru a produce o multitudine de ioni complexe încărcați pozitiv (de exemplu, [Al(OH)] ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). Majoritatea particulelor coloidice din apele reziduale (de exemplu, argila, coloidii organici) poartă o sarcină de suprafață negativă. Aceste sarcini similare provoacă ca particulele să se respingă reciproc și să rămână stabile în suspensie. Ionii pozitivi din PAC neutralizează în mod eficient aceste sarcini negative, comprimând stratul electric dublu și provocând destabilizare. Acest lucru permite particulelor să se ciocnească și să se agregeze.

Adsorpție și Bridging: Produsele hidrolizate ale PAC, cum ar fi gel de hidroxid de aluminiu [Al(OH) ₃], formează o structură vastă, asemănătoare unei rețe, cu o suprafață mare și o capacitate puternică de adsorbție. Acest gel poate "pune" între particulele destabilizate și solidele suspendate, formând inițiale, mici "micro-flocuri" sau "flocuri de pin".

Flocularea prin mătură: la un interval optim de pH, PAC generează un precipitat substanțial de hidroxid de aluminiu. Pe măsură ce acest precipitat se stabilește, se împletiește și mătură particulele suspendate cu el, similar cu o plasă care cade.

1.2. Metoda de utilizare

Prepararea soluției: PAC solid trebuie mai întâi dizolvat într-o soluție lichidă. O concentrație tipică a soluției de lucru este de 5%-10% (adică 50-100g de PAC solid pe litru de apă). Trebuie adăugat încet sub agitare pentru a preveni formarea de nodule.

Punctul de dozare: de obicei adăugat în faza de "amestec rapid" sau "rezervor de coagulare" a procesului de tratament.

Amestecare și reacție: După dozare, este necesară o amestecare rapidă și intensă (aproximativ 1-3 minute) pentru a asigura dispersia completă și uniformă a PAC în apele reziduale, facilitand neutralizarea sarcinii și formarea inițială a flocului.

Controlul dozei: Doza optimă trebuie determinată prin testarea borcanului. Suprdozajul poate duce la inversarea sarcinii (re-stabilizare) și la performanțe mai rele. Intervalul tipic este de 50-200 mg/L.

1.3. Efectele tratamentului

Eliminarea eficientă a: Solide suspendate (SS), particule coloidale, unele materii organice dizolvate și culoare.

Reducerea parametrilor cheie: turbiditatea, cererea chimică de oxigen (COD) și fosforul total (TP, prin formarea precipitatului de fosfat de aluminiu).

Forme: Flocuri mici, ușoare care se stabilesc încet.

2.Poliacrilamidă (PAM)

2.1. Mecanismul de acţiune

PAM este un floculant de polimeri organici. Mecanismul său de bază este acțiunea de pune a structurii sale polimerice cu lanț lung.

Adsorpție și punere de pont: moleculele PAM au lanțuri extrem de lungi (greutăți moleculare în milioane până la zeci de milioane) cu numeroase grupuri funcționale active (de exemplu, grupurile amide -CONH) ₂, grupuri ionice). Aceste lanțuri lungi acționează ca "șiruri" sau "poduri", adsorbind pe suprafața unui micro-floc și se extind în soluție pentru a adsorbi pe alții. Acest lucru conectează mai multe flocuri în aglomerate mari, dense și cu sedimentare rapidă.

Efecte de încărcare (tip ionic):

PAM cationic: posedă o sarcină pozitivă. Pe lângă punere, oferă, de asemenea, neutralizarea sarcinii, făcându-l extrem de eficient pentru nămoluri organice încărcate negativ (de exemplu, apele reziduale municipale, apele reziduale de prelucrare a alimentelor). Este cel mai comun tip utilizat pentru deshidratarea nămolului.

PAM anionic: posedă o sarcină negativă. Se bazează în primul rând pe punerea cu lanț lung și este adesea utilizat în combinație cu coagulanți anorganici cum ar fi PAC, vizând flocurile slab pozitive formate după coagulare.

PAM non-ionic: Eficient în condiții acide sau neutre și oferă o bună toleranță la sare.

2.2. Metoda de utilizare

Selecția tipului este critică:

Suspensii anorganice (de exemplu, prelucrarea mineralelor, apa de spălare a nisipului): Se utilizează adesea PAM anionic.

Îngroșarea și deshidratarea nămolurilor organice (de exemplu, municipale, industriale): Utilizați în principal PAM cationic.

Ape reziduale acide sau cu înaltă salinitate: poate fi luată în considerare PAM non-ionic.

Prepararea soluției: de obicei preparată ca o soluție de 0,1%-0,3%. Disoluția necesită mai mult timp (40-60 de minute) și agitare ușoară pentru a evita tăierea (ruperea) lanțurilor lungi de polimer. Un rezervor de îmbătrânire este esențial pentru "activarea" completă a polimerului.

Punctul de dozare: Adăugat după PAC, în "rezervorul de floculare" sau "zona de amestec lent". Aici, amestecarea lentă (condiții de flux laminar) este necesară pentru a promova creșterea flocului fără a rupe aglomerații formați.

Doza necesară este foarte scăzută, de obicei 1-5 mg / L, și trebuie determinată prin testarea borcanului.

2.3. Efectele tratamentului

Accelerează semnificativ viteza de așezare a flocurilor.

Formează flocuri mari, puternice și compacte care sunt ușor de separat.

Îmbunătățește foarte mult eficiența de deshidratare a nămolului și crește conținutul solid al tortului deshidratat.

Produce un supranatant mai clar (apa tratată).

3. Procesul de colaborare & Considerații cheie

Fluxul tipic al procesului:

Apa brută → (Ajustarea pH-ului) → Dozarea PAC → Mix rapid → Dozarea PAM → Mix încet → Sedimentare → Efluente clarificate / manipularea nămolului

Considerații cheie & Precauţii:

Ordinea de dozare este critică: trebuie să fie mai întâi PAC, apoi PAM. Adăugarea mai întâi a PAM-ului va provoca adsorbția pe particule individuale stabile, protejându-le potențial și împiedicând PAC să neutralizeze în mod eficient sarcinile lor, ducând la eșecul tratamentului.

Dependența de pH: PAC funcționează cel mai bine într-un interval de pH de la 6,5 la 8,0. Valorile extreme de pH afectează hidroliza și eficacitatea acesteia. Poate fi necesară ajustarea pH-ului.

Disoluția completă a PAM-ului: PAM-ul dizolvat incomplet, cu "ochii peștilor" (grămaduri de gel), este o risipă de substanțe chimice și reduce grav performanța.

Intensitatea amestecării: valoare G ridicată (amestecare rapidă) pentru dispersia PAC; Valoare G scăzută (amestecare lentă) pentru flocularea PAM.

Testarea borcanului este esențială: calitatea apei variază semnificativ. Testele în borcan sunt cea mai rentabilă metodă pentru a determina tipul și dozarea optime a PAC / PAM, pH și punctele de dozare.

Siguranță & Mediu: Monomerul PAM (acrilamida) este o neurotoxină. Selectați întotdeauna produse de înaltă calitate cu conținut redus de monomeri reziduali. Nămolul tratat trebuie aruncat în mod corespunzător.

Rezumatul efectelor combinate

Prin acțiunea sinergică a PAC și PAM, un sistem de tratare a apelor reziduale poate obține:

Îndepărtarea foarte eficientă a substanțelor solide suspendate și coloidice, cu rate de îndepărtare a turbidității care depășesc adesea 90%.

Reducerea semnificativă a COD și a fosforului total, care este esențială pentru îndeplinirea standardelor de descărcare.

Separarea solid-lichid îmbunătățită, reducând amprenta necesară și timpul de retenție al rezervoarelor de sedimentare.

Crearea unor condiții mai bune pentru procesele ulterioare de tratament biologic sau avansat.

Îmbunătățirea substanțială a dezidratabilității nămolurilor.