Le choix du bon type de polyacrylamide (PAM) est crucial pour un traitement efficace et rentable des eaux usées céramiques. L'objectif principal est d'éliminer rapidement les solides en suspension (SS) par coagulation et flocculation.

1. Comprendre les caractéristiques des eaux usées en céramique

Les eaux usées en céramique proviennent de procédés tels que la préparation des matières premières, le séchage par pulvérisation, le vitrage et le polissage. Ses principales caractéristiques sont :

• Solides hautement suspendus (SS):   Contient des particules fines d'argile, de quartz, de feldspat et de matériaux de glaçure, atteignant souvent des concentrations de milliers de mg / L.

• Particules chargées négativement :   La plupart des particules céramiques portent une charge superficielle négative dans l'eau, ce qui les provoque à se repousser et à rester stables en suspension.

• pH variable :   Généralement neutre à légèrement alcalin, mais peut être acide selon les procédés spécifiques (par exemple, utilisation de glazures acides).

• Flux et charge hautement fluctuant:   La quantité et la concentration des eaux usées varient considérablement selon les différentes étapes de production.

L'objectif principal du traitement est  Séparation solide-liquideLe PAM agit comme un  flocculantqui relie les particules fines en gros flocs denses qui s'installent rapidement.

2. Sélection du type PAM: anionique, cationique ou non-ionique?

C'est la décision la plus critique.

• Polyacrylamide cationique (CPAM):   Utilisé pour neutraliser les charges négatives sur les colloïdes. Cependant, dans les eaux usées céramiques à forte concentration, la neutralisation de charge seule est souvent insuffisante.

• Polyacrylamide anionique (APAM):   Fonctions principalement par adsorption et pontageSes longues chaînes polymères capturent et relient de multiples particules en gros flocs à dépôt rapide. Ceci est très efficace pour les suspensions à haute densité.

• Polyacrylamide non ionique (NPAM):   Moins sensible aux changements de pH mais généralement moins efficace pour les eaux usées céramiques standard que les types anioniques.

Conclusion: Pour la plupart des eaux usées en céramique où l'objectif principal est l'élimination du SS, [polyacrylamide anionique] est le premier choix préféré.

Les raisons :

1. La longue chaîne moléculaire du PAM anionique est idéale pour combler la charge élevée de particules chargées négativement.

2. Il produit de grands flocs, visibles et compacts qui s'installent très rapidement.

3. Il est généralement plus rentable que le PAM cationique.

Exceptions :
Si les eaux usées contiennent des contaminants organiques importants (par exemple, des liants, des additifs) ou si les boues résultantes sont destinées à:digestion anaérobiepuis polyacrylamide cationique   peut être envisagé, car il capture mieux les colloïdes organiques et est souvent plus adapté à la déshydratation des boues.

3. Méthode de sélection étape par étape

La théorie fournit des conseils, mais Les tests en laboratoire sont la seule méthode fiable de sélection.

Étape 1 : Caractérisation des eaux usées
Analyser un échantillon représentatif pour des paramètres tels que le pH et la concentration de SS.

Étape 2: Test en pot de laboratoire (étape cruciale)
C'est la pratique la plus importante pour une sélection et un dosage optimals.

1. Préparation de la solution:   Préparer des solutions de stock à 0,1 % de plusieurs PAM candidats (p. ex., différents types anioniques avec des poids moléculaires et des degrés d'hydrolyse variables).

2. Procédure d'essai:

   • Prenez plusieurs verres (500ml ou 1000ml) remplis de volumes égaux d’eaux usées.

   • Sous agitation rapide (~150-200 tr/min), ajouter des doses égales des différentes solutions PAM à chaque verre.

   • Après 1-2 minutes, réduire l'agitation à une vitesse lente (~40-60 tr/min) pendant 5-10 minutes pour promouvoir la croissance du floc.

   • Arrêtez d'agiter et laissez la suspension s'établir.

3. Critères d'évaluation :

   • Vitesse de formation de floc:   À quelle vitesse se forment les flocs ?

   • Taille du floc & Densité :   Les flocs sont-ils grands, denses et compacts ? Les flocs denses s'installent plus rapidement et produisent de l'eau plus claire.

   • Velocité de réglage:   Il est temps que les flocs s'installent à la moitié de la hauteur du verre. Plus vite c'est mieux.

   • Clarité surnatante :   Observez la clarté de l'eau supérieure après la décantation (p. ex. 5 minutes). Une eau plus claire signifie une meilleure performance.

   • Dosage optimal:   Identifier le dosage minimum qui obtient les meilleurs résultats. Le surdosage peut stabiliser les particules et briser les flocs.

Étape 3: Vérification à échelle pilote
Si possible, validez les 1-2 meilleurs candidats de l'essai de pot dans un système pilote à débit continu pour confirmer les performances dans des conditions réelles.

4. Paramètres clés: Poids moléculaire & Degré d'hydrolyse

Pour le PAM anionique, deux paramètres sont critiques :

• Poids moléculaire (MW):   Se réfère à la longueur de la chaîne polymère.

  • Pour les eaux usées en céramique,  Poids moléculaire très élevé   (généralement > 12 millions, souvent > 16 millions) est recommandé. Un MW plus élevé fournit des chaînes plus longues pour un meilleur pontage et une formation de floc plus grande.

• Degré d'hydrolyse (HD):   Le pourcentage de groupes acrylamide convertis en groupes acrylate, qui fournit la charge anionique.

  • A degré d'hydrolyse moyen (généralement 20-30%)   Il est souvent idéal. HD trop bas, et la chaîne ne s'étend pas bien; HD trop élevée, et la chaîne devient trop rigide et moins efficace au pontage, avec une sensibilité accrue au pH et à la dureté.

Expérience pratique :   Pour les eaux usées en céramique typiques, un PAM anionique avec un poids moléculaire supérieur à 16 millions et un degré d'hydrolyse d'environ 25%   est un excellent point de départ pour les tests de pot.

5. Considérations d'utilisation importantes

1. Dissolution adéquate :   Le PAM doit être complètement dissous pour être efficace. Utiliser de l'eau vieillie si possible et remuer pendant 40-60 minutes à vitesse modérée pour éviter la dégradation par cisaillement.

2. Concentration de solution:   Préparer des solutions de stock à 0,1% - 0,3%.

3. Point de dosage:   Injecter la solution PAM à un point de turbulence suffisante pour un mélange rapide et complet.

4. Ajustement du pH :   Si le pH des eaux usées est très bas (<6) ou élevé (>9), les performances du PAM anionique peuvent être affectées. Le réglage préalable du pH à une plage neutre peut améliorer les résultats.

5. Stockage :   Le PAM est hygroscopique. Gardez les sacs fermés dans un endroit frais et sec.

Résumé

Pour sélectionner le bon PAM pour les eaux usées en céramique :

1. Choix principal :   Commencez avec polyacrylamide anionique.

2. Paramètres clés:   Rechercher Poids moléculaire élevé (≥ 16 millions)   et Degré d'hydrolyse moyen (20-30%).

3. Méthode de base:   Conduire Tests de Jar   pour comparer la taille du floc, la vitesse de dépôt et la clarté du surnageant pour la sélection finale et l'optimisation du dosage.

4. Étape finale :   Valider le meilleur candidat par des tests pilotes sur place.

Suivre cette approche structurée vous permettra d'identifier la polyacrylamide la plus rentable et efficace pour votre système spécifique de traitement des eaux usées en céramique.