Polyakrylamid (PAM) je kritickým chemickým činidlom pri čistení odpadových vôd z papierníckych závodov. Správny výber a aplikácia sú nevyhnutné pre efektívnu prevádzku, dodržiavanie environmentálnych predpisov a kontrolu nákladov.

1. Úloha PAM v čistení odpadových vôd z papierníckych mlynov

PAM je vo vode rozpustný polymér, ktorý funguje predovšetkým prostredníctvom dvoch mechanizmov:

Koagulácia (neutralizácia náboja): Hlavne pre katiónový PAM. Jeho pozitívne náboje neutralizujú záporné povrchové náboje (potenciál Zeta) koloidných častíc (napr. vlákna, plnidlá, farbivá), destabilizujú ich a umožňujú im agregovať.

Flokulacia (mostovanie): Dlhé polymerové reťazce PAM adsorbujú na povrchy destabilizovaných častíc a premostia ich dohromady, čím vytvárajú veľké, husté a rýchlo sa usadiace floky.

Celkové účinky sú:

Zvýšené oddelenie pevnej a kvapaliny: Rýchla tvorba usaditeľných alebo plávateľných flokov v procese vyjasnenia (sedimentácia alebo flotácia).

Zlepšená kvalita vody: Významné zníženie suspendovaných tuhých látok (SS), chemického dopytu po kyslíku (COD), farby a zamätenosti ošetrenej vody.

Vynikajúce odvodnenie kalu: Podmienka kalu viazaním jemných častíc, uvoľňovaním viazanej vody a zvýšením obsahu pevnej látky odvodneného koláča, čím sa znižuje objem a náklady na likvidáciu.

2. Výber polyakrylamidu (PAM)

Výber je zložitý proces, ktorý sa musí určiť laboratórnymi skúškami nádob a skúškami na mieste, pretože zloženie odpadových vôd sa medzi mlynmi veľmi líši. PAM je klasifikovaný podľa jeho iónového náboja:

A. Výber podľa iónového typu a fázy aplikácie

Fáza procesuCharakteristiky odpadovej vody/kaluOdporúčaný typ PAMOdporúčanie

Primárna liečba (objasnenie: sedimentácia/flotácia)Neutrálne/alkalické pH, vysoké zaťaženie záporne nabitých vlákien, plnidlá (kaolín, CaCO) ₃), a koloidy. Vysoká SS a COD.Aniónové (APAM) alebo nejónové (NPAM)Aniónové PAM funguje synergicky s anorganickými koagulantmi (napr. PAC, alum). Koagulant neutralizuje náboje; APAM potom premostuje destabilizované častice do veľkých flokov. NPAM je účinný v neutrálnom rozsahu pH.

Odvodňovanie kalu (pásová tlač, stredívka)Kal z biologického ošetrenia alebo primárneho vyjasnenia. Vysoký organický obsah, silne záporný náboj, hydrofilný a ťažko odvodňovateľný.Katiónová (CPAM)Pozitívne náboje CPAM účinne neutralizujú záporné náboje častíc organického kalu. To v kombinácii s polymérovým mostovaním ničí stabilnú koloidovú štruktúru, uvoľňuje vodu a zlepšuje odvodňovateľnosť.

Rozpustený vzduch (DAF)Obsahuje ľahké materiály ako jemné, živice a veľkostné činidlá.Aniónový (APAM) alebo nízkoiónový katiónovýTvorí silné, stabilné floky správnej veľkosti a hustoty pre efektívne pripojenie k mikro-vzduchovým bublinám a rýchle plávanie.

B. Výber podľa molekulárnej hmotnosti (MW)

Veľmi vysoká MW ( > 18 miliónov g/mol): Ideálne na objasnenie. Dlhé polymérne reťazce poskytujú vynikajúce mostovanie a vytvárajú veľké, rýchlo sa usadiace floky.

Stredná až vysoká MW (10 - 18 miliónov g/mol): Najbežnejší rozsah odvodňovania kalov. Vyváža schopnosť premostiť s viskozitou roztoku a manipuláciou.

C. Selekcia podľa ionicity (pre katiónový PAM - kritický pre odvodnenie)

Ionicita (hustota nabitia) sa vyjadruje ako percento a je kľúčovým parametrom pri výbere katiónovej PAM na odvodnenie kalu.

Nízka ionicita (10-30%): Najlepšie pre anorganické kaly (napr. z primárneho spracovania vápnom alebo hlinou). Tieto kaly vyžadujú viac mostovania ako neutralizáciu náboja.

Stredná ionicita (40-60%): Najuniverzálnejší rozsah. Vhodné pre zmiešané kaly (zmes primárneho a biologického kalu).

Vysoká ionicita ( > 60%): nevyhnutná pre organické, biologické kaly. Tieto kaly majú vysokú hustotu záporného náboja a vyžadujú silnú neutralizáciu náboja na rozloženie stabilných koloidov držiacich vodu.

Poznámka: Vyššia ionicita nie je vždy lepšia. Prebytočné nabitie môže spôsobiť navíjanie polymérneho reťazca, čo znižuje jeho účinnosť mostovania a zvyšuje náklady.

3. Hodnotenie a optimalizácia účinnosti

Po predbežnom výbere je potrebné testovať a optimalizovať výkonnosť.

Testovanie nádrže:

Určiť optimálne dávkovanie: Skúste rôzne dávky PAM za kontrolovaných podmienok miešania. Pozorujte veľkosť tvorby floku, rýchlosť usadenia a jasnosť nadnadnadu. Nájdite dávku, ktorá poskytuje najlepší výkon za najnižšiu cenu.

Optimalizácia zmiešania: Rýchlo zmiešanie (pre počiatočnú disperziu) a pomalé zmiešanie (pre rast floku bez strihania) sú kritické.

Pilotné/terénne skúšky:

Vykonať skúšky na skutočnom zariadení (napr. lisovací pás). Sledujte kľúčové ukazovatele výkonu: suchosť koláča, mieru spotreby polyméru, jasnosť centrátu/filtrátu a priepustnosť spracovania.

Kľúčové ukazovatele výkonnosti (KPI):

Vysvetlenie: rýchlosť usadenia, nadnadnadávajúca turbidita/SS, odstránenie COD.

Odvodňovanie: Obsah tuhých látok koláča (%), rýchlosť zachytávania, čistota filtratu a dávkovanie na tonu suchých tuhých látok.

4. Dôležité úvahy o používaní

Roztok: Musí sa pripraviť čistou vodou pri izbovej teplote ( < 60°C). Použite automatický systém miešania a starnutia na zabezpečenie úplného rozpustenia (zvyčajne 40-60 minút) pri koncentrácii 0,1% -0,3%. Neúplné rozpustenie vytvára "rybie oči", znižuje účinnosť a môže upchnúť zariadenie.

Skladovanie: Suchý prášok sa musí skladovať na chladnom, suchom mieste v uzavretých nádobách, aby sa zabránilo absorpcii vlhkosti a klesaniu. Pripravený roztok má obmedzenú trvanlivosť (zvyčajne < 24 hodín), keďže polymérne reťazce sa rozkladajú, čím sa znižuje viskozita a účinnosť.

Bod pridania: Bod vstrekovania musí zabezpečiť optimálny kontakt a miešanie s kalom alebo odpadovou vodou.

pH: pH odpadovej vody môže ovplyvniť hustotu nabitia a výkonnosť PAM. Pred pridaním polyméru môže byť potrebná úprava pH.

Súhrn

Neexistuje univerzálny PAM pre odpadné vody z papierníckych závodov.

Zlaté pravidlo: objasnenie zvyčajne používa aniónový PAM; Odvodňovanie kalu využíva predovšetkým katiónový PAM.

Kľúčová metóda: Výber musí byť založený na testovaní nádob a poľných skúškach, aby sa zistil optimálny typ iónov, molekulárna hmotnosť a ionicita pre konkrétny tok odpadovej vody a kalu.

Konečný cieľ: dosiahnuť najlepšiu účinnosť spracovania (čistá voda, suchý koláč) za najnižšie prevádzkové náklady.

Spolupráca so znalými dodávateľmi PAM, ktorí môžu poskytnúť technickú podporu a testovanie vzoriek, sa veľmi odporúča pre optimálne výsledky.