Pregled povzetka

Preprosto povedano, PAC in PAM sta klasični "dinamični duo" pri čiščenju odpadnih voda, ki se običajno uporabljata skupaj v procesu koagulacije in flokulacije.

PAC deluje kot koagulant. Njegova glavna vloga je nevtralizirati naboje in destabilizirati drobne suspendirane delce in koloide, zaradi česar tvorijo mikrofloke.

PAM deluje kot flokulant. Njegova glavna vloga je adsorpcija in premostitev, ki povleče mikrofloke, ki jih ustvari PAC, skupaj v velike, goste in hitro usedeče se floke.

Njihov odnos lahko analiziramo kot: PAC je "lepilo", ki veže pesek v majhne grude, PAM pa je "mreža", ki zbira grude v velik, enostaven za odstranitev skale.

1.Polialuminijev klorid (PAC)

1.1. Mehanizem ukrepanja

PAC je anorganski polimerni koagulant. Njegov koagulacijski mehanizem temelji na treh ključnih načelih:

Nevtralizacija naboja: Po raztapljanju v vodi se PAC hidrolizira in proizvede množico pozitivno nabitih kompleksnih ionov (npr. [Al(OH) ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). Večina koloidnih delcev v odpadnih vodah (npr. glina, organski koloidi) ima negativen površinski naboj, ki povzroči, da delci odbijajo drug drugega in ostanejo stabilni v suspenziji. Pozitivni ioni iz PAC učinkovito nevtralizirajo te negativne naboje, stisnejo električni dvojni sloj in povzročajo destabilizacijo. To omogoča trčenje in združevanje delcev.

Adsorpcija in povezovanje: Hidrolizirani produkti PAC, kot je aluminijev hidroksidni gel [Al(OH) ₃], tvorijo veliko mrežno strukturo z veliko površino in močno adsorpcijsko zmogljivostjo. Ta gel lahko "most" med destabiliziranimi delci in suspendiranimi trdnimi snovmi, ki tvorijo začetne, majhne "mikrofloke" ali "pin floke".

Flokulacija pometanja: pri optimalnem pH območju PAC ustvari znatno oborino aluminijevega hidroksida. Ko se ta oborina usede, se z njo poveže in pomene suspendirane delce, podobno kot padajoča mreža.

1.2. Način uporabe

Priprava raztopine: Trdni PAC je treba najprej raztopiti v tekočo raztopino. Tipična koncentracija delovne raztopine je 5%-10% (tj. 50-100 g trdnega PAC na liter vode). Dodajati ga je treba počasi pod vmešanjem, da se prepreči nastanek grudic.

Točka odmerjanja: Običajno se doda v fazi "hitre mešanice" ali "koagulacijske rezervoarje" procesa obdelave.

Mešanje in reakcija: Po odmerjanju je potrebno hitro in intenzivno mešanje (približno 1-3 minute), da se zagotovi popolna in enakomerna disperzija PAC v odpadni vodi, kar olajša nevtralizacijo naboja in začetno nastajanje flokov.

Nadzor odmerjanja: Optimalni odmerek je treba določiti s testiranjem kozarcev. Prekomerno odmerjanje lahko povzroči obračanje naboja (ponovno stabilizacijo) in slabšo zmogljivost. Tipično območje je 50–200 mg/l.

1.3. Učinki zdravljenja

Učinkovito odstranjevanje: suspendiranih trdnih snovi (SS), koloidnih delcev, nekaj raztopljenih organskih snovi in barve.

Zmanjšanje ključnih parametrov: motnost, kemična povpraševanja po kisiku (KPK) in skupni fosfor (TP, prek tvorbe oborine aluminijevega fosfata).

Oblike: Majhni, lahki floki, ki se počasi usedejo.

2.Poliakrilamid (PAM)

2.1. Mehanizem ukrepanja

PAM je organski polimerni flokulant. Njegov jedrni mehanizem je premostitveno delovanje dolgoverižne polimerne strukture.

Adsorpcija in povezovanje: molekule PAM imajo izjemno dolge verige (molekulska masa v milijonih do deset milijonih) s številnimi aktivnimi funkcionalnimi skupinami (npr. amidne skupine - CONH) ₂, ali ionske skupine). Te dolge verige delujejo kot "strune" ali "mostovi", ki se adsorbirajo na površino ene mikrofloke in se raztezajo v raztopino, da se adsorbirajo na druge. To povezuje več flokov v velike, goste in hitro usedljive aglomerate.

Učinki naboja (ionski tip):

Kationski PAM: Ima pozitiven naboj, poleg premostitve zagotavlja tudi nevtralizacijo naboja, zaradi česar je zelo učinkovit za organske, negativno napolnjene mulje (npr. komunalne odpadne vode, odpadne vode iz predelave hrane). To je najpogostejša vrsta, ki se uporablja za odstranjevanje blata.

Anionski PAM: Ima negativen naboj, temelji predvsem na dolgoverižnem mostu in se pogosto uporablja v kombinaciji z anorganskimi koagulanti, kot je PAC, cilja na šibko pozitivne floke, nastale po koagulaciji.

Neonski PAM: Učinkovit v kislih ali nevtralnih pogojih in zagotavlja dobro toleranco soli.

2.2. Način uporabe

Izbira vrste je kritična:

Anorganske suspenzije (npr. mineralna predelava, voda za pranje peska): Pogosto uporabljajte anionski PAM.

Zgostitev in odstranjevanje organskega blata (npr. komunalni, industrijski): Predvsem uporabljajte kationski PAM.

Kislina ali visoko slana odpadna voda: Upoštevamo lahko neionski PAM.

Priprava raztopine: Običajno pripravljena kot 0,1% -0,3% raztopina. Raztopitev zahteva več časa (40-60 minut) in nežno mešanje, da se prepreči striženje (zlom) dolgih polimernih verig. Posoda za staranje je bistvena za popolno "aktivacijo" polimera.

Dozirna točka: Dodano po PAC, v "flokulacijski rezervoar" ali "počasno mešanje območja". Tukaj je potrebno počasno mešanje (pogoji laminarnega pretoka) za spodbujanje rasti flok brez razbitja nastalih aglomeratov.

Nadzor odmerjanja: Zahtevani odmerek je zelo nizek, običajno 1-5 mg/l, in ga je treba določiti s testiranjem v kozarcih.

2.3. Učinki zdravljenja

Pomembno pospeši hitrost usedanja flokov.

Oblikuje velike, močne in kompaktne floke, ki jih je enostavno ločiti.

Zelo izboljša učinkovitost odstranjevanja blata in poveča vsebnost trdnih snovi odstranjene torte.

Proizvaja jasnejši supernatant (čiščena voda).

3. Sodelovalni proces & Ključne ugotovitve

Tipični procesni tok:

Surova voda → (prilagoditev pH) → Odmerjanje PAC → Hitra mešanica → Odmerjanje PAM → Počasna mešanica → Sedimentacija → Razčiščeno ravnanje z odpadki/blatom

ključne ugotovitve in Previdnostni ukrepi:

Vrstni red odmerjanja je kritičen: najprej mora biti PAC, nato PAM. Dodajanje PAM najprej bo povzročilo, da se adsorbira na posamezne stabilne delce, kar bi jih lahko zaščitilo in preprečilo, da bi PAC učinkovito nevtraliziral njihove naboje, kar bi povzročilo neuspeh zdravljenja.

Odvisnost od pH: PAC deluje najbolje v razponu pH od 6,5 do 8,0. Ekstremne vrednosti pH zmanjšujejo njeno hidrolizo in učinkovitost. Morda bo potrebna prilagoditev pH.

Popolna raztopina PAM: Nepopolno raztopljen PAM z "ribjimi očmi" (gelskimi grudicami) je odpadek kemikalij in močno zmanjšuje učinkovitost.

intenzivnost mešanja: visoka vrednost G (hitro mešanje) za disperzijo PAC; Nizka vrednost G (počasno mešanje) za flokulacijo PAM.

Testiranje posode je bistveno: kakovost vode se zelo razlikuje. Testi posode so stroškovno najučinkovitejša metoda za določitev optimalne vrste in odmerka PAC/PAM, pH in odmernih točk.

varnost in Okolje: Monomer PAM (akrilamid) je nevrotoksin. Vedno izberite visokokakovostne izdelke z nizko vsebnostjo ostankov monomerov. Obdelano blato je treba ustrezno odstraniti.

Povzetek kombiniranih učinkov

S sinergijskim delovanjem PAC in PAM lahko sistem za čiščenje odpadnih voda doseže:

Visoko učinkovito odstranjevanje suspendiranih in koloidnih trdnih snovi s stopnjo motnosti pogosto presega 90%.

Znatno zmanjšanje KPK in skupnega fosforja, kar je ključnega pomena za izpolnjevanje standardov izpusta.

Izjemno izboljšana ločevanje trdno-tekočine, kar zmanjšuje potreben odtis in zadrževalni čas sedimentacijskih rezervoarjev.

Ustvarjanje boljših pogojev za nadaljnje biološke ali napredne procese zdravljenja.

bistveno izboljšanje razvodljivosti blata.