Sammanfattning Översikt

Med enkla ord är PAC och PAM en klassisk "dynamisk duo" i avloppsvattenrening, som vanligtvis används tillsammans i koagulerings- och flokkuleringsprocessen.

PAC fungerar som koagulant. Dess huvudroll är att neutralisera laddningar och destabilisera små suspenderade partiklar och kolloider, vilket orsakar att de bildar mikroflocker.

PAM fungerar som ett flocculant. Dess huvudroll är adsorption och överbrygning, som drar de mikroflocker som skapas av PAC tillsammans till stora, täta och snabbt bosättande flocker.

Deras förhållande kan analogeras som: PAC är "lim" som binder sand i små klumpar, och PAM är "nätet" som samlar klumparna i en stor, lätt att ta bort sten.

1.Polyaluminiumklorid (PAC)

1.1. Handlingsmekanism

PAC är en oorganisk polymerkoagulans. Dess koagulationsmekanism bygger på tre huvudprinciper:

Laddningsneutralisering: Efter upplösning i vatten hydrolyserar PAC för att producera en mängd positivt laddade komplexa joner (t.ex. [Al(OH)] ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). De flesta kolloidala partiklar i avloppsvatten (t.ex. lera, organiska kolloider) bär en negativ ytladdning. Dessa liknande laddningar orsakar att partiklarna avvisar varandra och förblir stabila i suspension. De positiva jonerna från PAC neutraliserar effektivt dessa negativa laddningar, komprimerar det elektriska dubbelskiktet och orsakar destabilisering. Detta gör det möjligt för partiklarna att kollidera och aggregera.

Adsorption och överbrytning: De hydrolyserade produkterna av PAC, såsom aluminiumhydroxidgel [Al(OH)] ₃], bildar en stor, nätliknande struktur med en stor yta och stark adsorptionskapacitet. Denna gel kan "bro" mellan de destabiliserade partiklarna och suspenderade fasta ämnen, vilket bildar initiala, små "mikro-flocker" eller "pin flocker".

Sweep Flocculation: Vid ett optimalt pH-intervall genererar PAC en betydande utfall av aluminiumhydroxid. När detta nederbörd sätter sig ner, det inblandar och sopar suspenderade partiklar ner med det, liknande ett fallande nät.

1.2. Användningsmetod

Förberedning av lösning: Fast PAC måste först lösas upp i en flytande lösning. En typisk arbetslösningskoncentration är 5%-10% (dvs. 50-100 g fast PAC per liter vatten). Det bör läggas långsamt under rörelse för att förhindra bildning av klumpar.

Doseringspunkt: Vanligtvis tillsätts vid "snabb blandning" eller "koagulationstank" i behandlingsprocessen.

Blandning och reaktion: Efter dosering krävs snabb och intensiv blandning (ca 1-3 minuter) för att säkerställa fullständig och enhetlig dispersion av PAC i avloppsvatten, vilket underlättar laddningsneutralisering och initialt flockbildande.

Doseringskontroll: Den optimala dosen måste bestämmas genom burkprovning. Överdosisering kan leda till laddningsvändning (re-stabilisering) och sämre prestanda. Typiskt intervall är 50-200 mg/l.

1.3. Behandlingseffekter

Effektiv borttagning av: Suspenderade fasta ämnen (SS), kolloidala partiklar, vissa upplösta organiska ämnen och färg.

Minskning av viktiga parametrar: Turbiditet, kemisk syrebehov (COD) och total fosfor (TP, genom bildandet av aluminiumfosfatfäll).

Former: Små, lätta flockor som sätter sig långsamt.

2.Polyakrylamid (PAM)

2.1. Handlingsmekanism

PAM är en organisk polymer flocculant. Dess kärnmekanism är broverkningen av dess långkedjade polymerstruktur.

Adsorption och överbrytning: PAM-molekyler har extremt långa kedjor (molekylvikter i miljoner till tiotals miljoner) med många aktiva funktionella grupper (t.ex. amidgrupper -CONH) ₂, jongrupper). Dessa långa kedjor fungerar som "strängar" eller "broar", adsorberar på ytan av en mikroflock och sträcker sig in i lösningen för att adsorbera på andra. Detta ansluter flera flocker till stora, täta och snabbt bosättande agglomerater.

Laddningseffekter (jontyp):

Kationisk PAM: Har en positiv laddning. Förutom överbrygning ger den också laddningsneutralisering, vilket gör den mycket effektiv för organiskt, negativt laddat slam (t.ex. kommunalt avloppsvatten, livsmedelsförarbetningsavloppsvatten). Det är den vanligaste typen som används för slamvattning.

Anionisk PAM: Har en negativ laddning. Den förlitar sig främst på långkedjade broar och används ofta i kombination med oorganiska koagulationer som PAC, som riktar sig mot de svagt positiva flockerna som bildas efter koagulation.

Icke-jonisk PAM: Effektiv i sura eller neutrala förhållanden och erbjuder god salttolerans.

2.2. Användningsmetod

Val av typ är avgörande:

Ororganiska suspensioner (t.ex. mineralbearbetning, sandtvättvatten): Använd ofta anioniskt PAM.

Organiskt slam förtjockning och avvattning (t.ex. kommunal, industriell): Använd främst kationisk PAM.

Surt eller högsaltigt avloppsvatten: Icke-joniskt PAM kan övervägas.

Förberedning av lösning: Vanligtvis beredd som en 0,1%-0,3% lösning. Upplösning kräver mer tid (40-60 minuter) och försiktig rörelse för att undvika att skära (bryta) de långa polymerkedjorna. En åldrande tank är nödvändig för fullständig "aktivering" av polymeren.

Doseringspunkt: Tillsatt efter PAC, i "flokkuleringstanken" eller "långsam blandningszon". Här krävs långsam omröring (laminära flödesförhållanden) för att främja flocktillväxten utan att bryta de bildade agglomeraterna.

Doseringskontroll: Den nödvändiga dosen är mycket låg, vanligtvis 1-5 mg / l, och måste bestämmas genom burkprovning.

2.3. Behandlingseffekter

Signifikant accelererar bosättningshastigheten av flocker.

Bildar stora, starka och kompakta flocker som är lätta att separera.

Förbättrar slammavtagningseffektiviteten avsevärt och ökar det fasta innehållet i den avvattenade tårtan.

Producerar en klarare supernatant (behandlat vatten).

3. Samarbetsprocess & Viktiga överväganden

Typiskt processflöde:

Råvatten → (pH-justering) → PAC Dosering → Snabb blandning → PAM Dosering → Långsam blandning → Sedimentering → Klart avlopp / slamhantering

Viktiga överväganden & Försiktighetsåtgärder:

Doseringsordningen är kritisk: Det måste vara PAC först, sedan PAM. Att lägga till PAM först kommer att orsaka att det adsorberas på enskilda stabila partiklar, vilket potentiellt skyddar dem och förhindrar att PAC effektivt neutraliserar sina laddningar, vilket leder till behandlingsmisslyckande.

pH-beroende: PAC fungerar bäst i ett pH-intervall från 6,5 till 8,0. Extrema pH-värden försämrar hydrolysen och dess effektivitet. pH-justering kan behövas.

Fullständig lösning av PAM: Ofullständigt löst PAM, med "fiskögon" (gelklumpar), är ett slöseri med kemikalier och minskar kraftigt prestanda.

Blandningsintensitet: Högt G-värde (snabb blandning) för PAC-dispersion. Lågt G-värde (långsam blandning) för PAM flokkulering.

Testning av krukor är viktigt: Vattenkvaliteten varierar avsevärt. Krukktester är den mest kostnadseffektiva metoden för att bestämma den optimala typen och doseringen av PAC / PAM, pH och doseringspunkter.

Säkerhet & Miljö: PAM-monomeren (akrylamid) är ett neurotoxin. Välj alltid högkvalitativa produkter med lågt monomerinnehåll. Behandlat slam måste bortskaffas ordentligt.

Sammanfattning av kombinerade effekter

Genom den synergistiska åtgärden av PAC och PAM kan ett avloppsreningssystem uppnå:

Högt effektiv borttagning av suspenderade och kolloidala fasta ämnen, med turbiditetsavtagningshastigheter som ofta överstiger 90%.

Signifikant minskning av COD och totalfosfor, vilket är avgörande för att uppfylla utsläppsstandarder.

Mycket förbättrad separation mellan fast och vätska, vilket minskar det nödvändiga fotavtrycket och retentionstiden för sedimenteringstankar.

Skapa bättre förutsättningar för efterföljande biologiska eller avancerade behandlingsprocesser.

Betydande förbättring av slammavtagningsförmågan.