Краткий обзор

Проще говоря, PAC и PAM являются классическим «динамическим дуэтом» в очистке сточных вод, обычно используемым вместе в процессе коагуляции и флокуляции.

ПАК действует как коагулянт. Его главная роль заключается в нейтрализации зарядов и дестабилизации крошечных подвешенных частиц и коллоидов, заставляя их образовать микрофлоки.

ПАМ действует как флоккулант. Его главная роль заключается в адсорбции и переплетении, которые тянут микрофлоки, созданные ПАК, вместе в большие, плотные и быстро осаждающиеся флоки.

Их связь может быть аналогизирована таким образом: ПАК - это "клей", который связывает песок в небольшие скопления, а ПАМ - это "сеть", которая собирает скопления в большой, легко удаляемый камень.

1.Полиалюминиевый хлорид (ПАК)

1.1. Механизм действий

PAC является неорганическим полимерным коагулянтом. Его механизм коагуляции основан на трех ключевых принципах:

Нейтрализация заряда: после растворения в воде ПАК гидролизируется, чтобы произвести множество положительно заряженных сложных ионов (например, Al(OH)). ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). Большинство коллоидных частиц в сточных водах (например, глина, органические коллоиды) несут отрицательный поверхностный заряд. Эти подобные заряды заставляют частицы отталкиваться друг от друга и оставаться стабильными в суспензии. Положительные ионы из ПАК эффективно нейтрализуют эти отрицательные заряды, сжать электрический двойный слой и вызывать дестабилизацию. Это позволяет частицам столкнуться и агрегировать.

Адсорбция и перекрепление: гидролизованные продукты ПАК, такие как гель гидроксида алюминия [Al(OH) ₃], формировать обширную, сетевую структуру с большой площадью поверхности и сильной способностью адсорбции. Этот гель может «перекрепить» между дестабилизированными частицами и суспендированными твердыми веществами, образуя первоначальные, небольшие «микро-флоки» или «шпиковые флоки».

Флокуляция: при оптимальном диапазоне pH PAC генерирует значительное осадко гидроксида алюминия. По мере того как этот осадок осаждается, он заплетается и смывает с ним подвешенные частицы, подобно падающей сетке.

1.2. Способ использования

Приготовка раствора: Твердый ПАК сначала должен быть растворен в жидком растворе. Типичная концентрация рабочего раствора составляет 5%-10% (т.е. 50-100 г твердого ПАК на литр воды). Его следует добавлять медленно при возбуждении, чтобы предотвратить образование кусков.

Точка дозирования: обычно добавляется на стадии "быстрой смеси" или "резервуара для коагуляции" процесса обработки.

Смешивание и реакция: После дозирования требуется быстрое и интенсивное смешивание (примерно 1-3 минуты), чтобы обеспечить полную и равномерную дисперсию ПАК в сточных водах, облегчая нейтрализацию заряда и первоначальное образование флока.

Контроль дозировки: оптимальная дозировка должна быть определена путем испытания банки. Передозировка может привести к обратному заряду (рестабилизации) и ухудшению производительности. Типичный диапазон составляет 50-200 мг/л.

1.3. Эффекты лечения

Эффективное удаление: подвешенных твердых веществ (SS), коллоидных частиц, некоторых растворенных органических веществ и цвета.

Снижение ключевых параметров: мутность, химический спрос на кислород (ХПК) и общий фосфор (ТП, через образование осадка фосфата алюминия).

Формы: небольшие, легкие скопления, которые медленно поселяются.

2.Полиакриламид (ПАМ)

2.1. Механизм действий

PAM является органическим полимерным флокулянтом. Его основной механизм - это мостовое действие его длинноцепной полимерной структуры.

Молекулы ПАМ имеют чрезвычайно длинные цепи (молекулярные массы в миллионах до десятков миллионов) с многочисленными активными функциональными группами (например, амидные группы -CONH). ₂, ионных групп). Эти длинные цепи действуют как «струны» или «мосты», адсорбирующиеся на поверхность одного микрофлока и простирающиеся в раствор, чтобы адсорбироваться на другие. Это соединяет несколько флоков в большие, плотные и быстро осаждающиеся агломераты.

Эффекты заряда (ионный тип):

Катионный ПАМ: обладает положительным зарядом. Помимо моста, он также обеспечивает нейтрализацию заряда, что делает его высокоэффективным для органических отрицательно заряженных шламов (например, муниципальных сточных вод, пищевых сточных вод). Это наиболее распространенный тип, используемый для обезводнения шлама.

Анионный ПАМ: обладает отрицательным зарядом. Он в первую очередь опирается на длинноцепные мосты и часто используется в сочетании с неорганическими коагулянтами, такими как ПАК, нацеленный на слабо положительные флоки, образованные после коагуляции.

Неионный ПАМ: Эффективен в кислотных или нейтральных условиях и обеспечивает хорошую толерантность к солям.

2.2. Способ использования

Выбор типа имеет решающее значение:

Неорганические суспензии (например, обработка минералов, вода для мытья песка): часто используются анионические ПАМ.

Утолщение и обезводнение органического шлама (например, муниципальные, промышленные): в первую очередь используйте катионный ПАМ.

Кислотные или высокосоленные сточные воды: можно рассмотреть неионный ПАМ.

Приготовка раствора: обычно приготовляется в виде 0,1%-0,3% раствора. Растворение требует большего времени (40-60 минут) и мягкого возбуждения, чтобы избежать разрыва длинных полимерных цепей. Старение резервуара является необходимым для полной "активации" полимера.

Точка дозирования: Добавляется после ПАК, в "флоккуляционном резервуаре" или "медленной зоне смешивания". Здесь требуется медленное смешивание (условия ламинарного потока) для содействия росту флока без разрушения образованных агломератов.

Контроль дозировки: требуемая дозировка очень низкая, обычно 1-5 мг/л, и должна быть определена тестированием банки.

2.3. Эффекты лечения

Значительно ускоряет скорость осаждения флоков.

Формирует большие, сильные и компактные флоки, которые легко разделять.

Значительно улучшает эффективность обезводнения шлама и увеличивает твердое содержание обезводненного торта.

Производит более чистый сверхнатант (очищенная вода).

3. Совместный процесс и Ключевые соображения

Типичный процессный поток:

Сырая вода → (Регулирование pH) → PAC Дозирование → быстрая смесь → Дозирование PAM → Медленная смесь → Осадка → Обработка очищенных стоков / шлама

Основные соображения и Предосторожность:

Порядок дозирования имеет решающее значение: сначала должен быть ПАК, затем ПАМ. Добавление ПАМ в первую очередь заставит его адсорбироваться на отдельные стабильные частицы, потенциально защищая их и не позволяя ПАК эффективно нейтрализовать их заряды, что приводит к неудаче обработки.

Зависимость от pH: PAC лучше всего работает в диапазоне pH от 6,5 до 8,0. Экстремальные значения pH подрывают его гидролиз и эффективность. Может потребоваться регулирование pH.

Полное растворение ПАМ: Неполностью растворенный ПАМ с «рыбными глазами» (гелевыми кусочками) является отходом химических веществ и серьезно снижает производительность.

Интенсивность смешивания: высокое значение G (быстрое смешивание) для дисперсии PAC; Низкое значение G (медленное смешивание) для флоккуляции ПАМ.

Тестирование Jar имеет важное значение: качество воды значительно варьируется. Испытания в банках являются наиболее экономически эффективным методом для определения оптимального типа и дозировки PAC / PAM, pH и точек дозирования.

Безопасность и Окружающая среда: Мономер ПАМ (акриламид) является нейротоксином. Всегда выбирайте высококачественные продукты с низким содержанием остаточных мономеров. Обработанный шлам должен быть удален должным образом.

Резюме комбинированных эффектов

Благодаря синергическому действию ПАК и ПАМ система очистки сточных вод может достичь:

Высокоэффективное удаление суспендированных и коллоидных твердых веществ, при этом скорость удаления мутности часто превышает 90%.

Значительное сокращение СОД и общего фосфора, что имеет решающее значение для соблюдения стандартов разряда.

Значительно улучшенное разделение твердого и жидкого, сокращение необходимого следа и времени удержания осадочных резервуаров.

Создание более благоприятных условий для последующих биологических или передовых процессов лечения.

Существенное улучшение обезводняемости шлама.