Poliakrilamid(PAM) je kritično kemično sredstvo pri čiščenju odpadnih voda iz papirnih naprav. Njegova pravilna izbira in uporaba sta ključnega pomena za učinkovito delovanje, skladnost z okoljskimi predpisi in nadzor stroškov.

1. Vloga PAM pri čiščenju odpadnih voda papirnih tovarn

PAM je vodotopen polimer, ki deluje predvsem z dvema mehanizmoma:

Koagulacija (nevtralizacija naboja): predvsem za kationske PAM. Njegovi pozitivni naboji nevtralizirajo negativne površinske naboje (Zeta potencial) koloidnih delcev (npr. vlakna, polnila, barvila), jih destabilizirajo in jim omogočajo agregacijo.

Flokulacija (mostiščenje): Dolge polimerne verige PAM se adsorbirajo na površine destabiliziranih delcev in jih povezujejo skupaj, tvorijo velike, goste in hitro usedljive floke.

Splošni učinki so:

Izboljšana ločevanje trdno-tekočine: hitro nastajanje usedljivih ali plavajočih flok v procesih razjasnitve (sedimentacija ali flotacija).

Izboljšana kakovost vode: znatno zmanjšanje suspendiranih trdnih snovi (SS), kemične potrebe po kisiku (KPK), barve in motnosti čiščene vode.

Vrhunsko odstranjevanje blata: Ustanovite blato z vezavo drobnih delcev, sproščanjem vezane vode in povečanjem vsebnosti trdnih snovi odstranjene torte, s čimer zmanjšate količino odstranjevanja in stroške.

2. Izbor poliakrilamida (PAM)

Izbor je kompleksen proces, ki ga je treba določiti z laboratorijskimi preskusi posode in preskusi na kraju samem, saj se sestava odpadne vode med mlini zelo razlikuje. PAM je razvrščen po ionskem naboju:

A. Izbira po ionskem tipu in fazi uporabe

Faza procesaZnačilnosti odpadne vode/blataPriporočena vrsta PAMUtemeljitev

Primarna zdravljenja (pojasnilo: sedimentacija/flotacija)Nevtralni/alkalni pH, visoka obremenitev negativno nabita vlakna, polnila (kaolin, CaCO) ₃), in koloidi. Visoka SS in smrt.Anionski (APAM) ali nelionski (NPAM)Anionski PAM deluje sinergistično z anorganskimi koagulanti (npr. PAC, alum). Koagulant nevtralizira naboje; APAM nato povezuje destabilizirane delce v velike floke. NPAM je učinkovit v nevtralnih pH območjih.

Odstranjevanje blata (pasovna stiskalnica, centrifuga)Blato iz biološke obdelave ali primarnega odstranjevanja. Visoka vsebnost organskih snovi, močno negativen naboj, hidrofilni in težko odstranjevati vodo.Kationski (CPAM)Pozitivni naboji CPAM učinkovito nevtralizirajo negativne naboje delcev organskega blata. To v kombinaciji s polimernim mostom uničuje stabilno koloidno strukturo, sprošča vodo in izboljšuje razvodljivost.

Flotacija raztopljenega zraka (DAF)Vsebuje lahke materiale, kot so fine, smole in sredstva za velikost.Anionski (APAM) ali nizko ionski kationskiOblikuje močne, stabilne floke prave velikosti in gostote za učinkovito pritrditev na mikro zračne mehurčke in hitro flotacijo.

B. Izbor po molekularni masi (MW)

Zelo visoka MW (>18 milijonov g/mol): idealna za razjasnitev. Dolge polimerne verige zagotavljajo odlično premostitev in tvorijo velike, hitro usedljive floke.

Srednja do visoka MW (10–18 milijonov g/mol): Najpogostejši razpon za odstranjevanje vode blata.

C. Izbira po ioničnosti (za kationski PAM - kritičen za odstranjevanje vode)

Ionskost (gostota naboja) je izražena kot odstotek in je ključni parameter za izbiro kationskega PAM za odstranjevanje vode blata.

Nizka ioničnost (10–30%): Najboljše za anorganske mulje (npr. pri primarni obdelavi z apnom ali glino). Te blate zahtevajo več premostitve kot nevtralizacijo naboja.

Srednje ioničnost (40–60%): Najbolj vsestranska paleta. Primerno za mešane blate (mešanica primarnega in biološkega blata).

Visoka ioničnost (>60%): bistveno za organske, biološke mulje. Ta blata imajo visoko negativno gostoto naboja in zahtevajo močno nevtralizacijo naboja, da razgradijo stabilne, vodoodporne koloide.

Opomba: Višja ioničnost ni vedno boljša. Prekomerna napolnitev lahko povzroči navijanje polimerne verige, zmanjšanje njene učinkovitosti premostitve in povečanje stroškov.

3. Ocenjevanje in optimizacija učinkovitosti

Po predhodni izbiri je treba učinkovitost testirati in optimizirati.

Testiranje posode:

Določitev optimalnega odmerka: Preizkusite različne odmerke PAM v nadzorovanih pogojih mešanja. Opazujte velikost tvorbe flok, hitrost usedanja in jasnost supernatanta. Poiščite odmerek, ki daje najboljšo učinkovitost po najnižjih stroških.

Optimizirajte mešanje: hitro mešanje (za začetno disperzijo) in počasno mešanje (za rast flok brez striženja) sta kritična.

Pilotni/terenski preskusi:

Opravite preskuse na dejanski opremi (npr. stiskalnici za pas). Spremljajte ključne kazalnike učinkovitosti: suhost torte, stopnja porabe polimerov, jasnost centrata/filtrata in pretok obdelave.

Ključni kazalniki uspešnosti (KPI):

Pojasnitev: hitrost nastavljanja, motnost nadnatanta/SS, odstranitev KPK.

Razvodovanje: vsebnost trdnih snovi v tortah (%), hitrost zajema, jasnost filtrata in odmerek na tono suhih trdnih snovi.

4. Pomembne vidike uporabe

Raztopina: Pripraviti je treba s čisto vodo pri sobni temperaturi (< 60 °C). Uporabite avtomatiziran sistem mešanja in staranja, da zagotovite popolno raztapljanje (običajno 40-60 minut) pri koncentraciji 0,1% -0,3%. Nepopolna raztopina ustvari "ribje oči", zmanjša učinkovitost in lahko zamaši opremo.

Shranjevanje: Suh prah je treba shraniti na hladnem in suhem mestu v zaprtih posodah, da se prepreči absorpcija vlage in strjevanje. Pripravljena raztopina ima omejen rok uporabnosti (običajno < 24 ur), saj se polimerne verige razgradijo, kar zmanjšuje viskoznost in učinkovitost.

Točka dodajanja: točka vbrizgavanja mora zagotoviti optimalni stik z blatom ali odpadno vodo in mešanje z njim.

pH: pH odpadne vode lahko vpliva na gostoto naboja in zmogljivost PAM. Pred dodajanjem polimera bo morda potrebna prilagoditev pH.

Povzetek

Ni univerzalnega PAM za odpadne vode iz papirnih tovarn.

Zlato pravilo: Pojasnitev običajno uporablja anionski PAM; Odstranjevanje blata uporablja predvsem kationski PAM.

Ključna metoda: Izbor mora temeljiti na preskušanju kozarcev in terenskih preskusih, da bi ugotovili optimalno ionsko vrsto, molekulsko maso in ioničnost za specifičen tok odpadne vode in blata.

Končni cilj: doseči najboljšo učinkovitost obdelave (čista voda, suha torta) z najnižjimi stroški obratovanja.

Za optimalne rezultate je zelo priporočljivo sodelovanje z znanimi dobavitelji PAM, ki lahko zagotovijo tehnično podporo in testiranje vzorcev.