Wybór właściwego rodzaju poliakrylamidu (PAM) ma kluczowe znaczenie dla efektywnego i opłacalnego oczyszczania ścieków ceramicznych. Głównym celem jest szybkie usuwanie zawieszonych substancji stałych (SS) poprzez zakrzepanie i flokulację.

1. Zrozumienie cech ścieków ceramicznych

Ceramiczne ścieki pochodzą z procesów takich jak przygotowanie surowców, suszenie natryskowe, szklanie i polerowanie. Jego głównymi cechami są:

• Wysokie zawieszone substancje stałe (SS):  Zawiera drobne cząstki gliny, kwarcu, feldspatu i materiałów glazurowych, często osiągających stężenia tysięcy mg / l.

• Negatywnie naładowane cząstki:  Większość cząstek ceramicznych nosi ujemny ładunek powierzchniowy w wodzie, powodując, że odpychają się nawzajem i pozostają stabilne w zawiesinie.

• Zmienne pH:  Zazwyczaj neutralny do lekko alkaliczny, ale może być kwasny w zależności od konkretnych procesów (np. zastosowanie kwasnych glazur).

• Wysoko zmienny przepływ i obciążenie:  Ilość i stężenie ścieków różnią się znacznie w zależności od różnych etapów produkcji.

Głównym celem leczenia jest separacja cieczy-stałychPAM działa jako flokulantłącząc drobne cząstki w duże, gęste floki, które szybko osiadają.

2. Wybór typu PAM: anionowy, kationowy lub niejonowy?

To najbardziej krytyczna decyzja.

• Poliakrylamid kationowy (CPAM):  Używany do neutralizacji ładunków ujemnych na koloidach. Jednak w ściekach ceramicznych o wysokim stężeniu sama neutralizacja ładunku często jest niewystarczająca.

• Anionowy poliakrylamid (APAM):  Funkcje głównie poprzez adsorpcja i mostowanieJego długie łańcuchy polimerowe przechwytują i łączą wiele cząstek w duże, szybko osadzające się floki. Jest to bardzo skuteczne w przypadku zawieszeń o wysokiej gęstości.

• Poliakrylamid niejonowy (NPAM):  Mniej wrażliwe na zmiany pH, ale ogólnie mniej skuteczne dla standardowych ścieków ceramicznych niż typy anionowe.

Wniosek: W przypadku większości ścieków ceramicznych, gdzie głównym celem jest usuwanie SS, [anionowy poliakrylamid] jest preferowanym pierwszym wyborem.

Powody:

1. Długi łańcuch cząsteczkowy anionowego PAM jest idealny do połączenia wysokiego obciążenia ujemnie naładowanych cząstek.

2. Produkuje duże, widoczne i kompaktowe "floki", które osiadają się bardzo szybko.

3. Jest on ogólnie bardziej opłacalny niż PAM kationowy.

Wyjątki:
Jeśli ścieki zawierają znaczące zanieczyszczenia organiczne (np. z środków wiążących, dodatków) lub jeśli powstały osad jest przeznaczony do:trawienie anaerobowewtedy Poliakrylamid kationowy  może być rozważony, ponieważ lepiej uchwyca koloidy organiczne i często jest bardziej odpowiedni do odwodniania osadu.

3. Metoda wyboru krok po kroku

Teoria daje wskazówki, ale Badania laboratoryjne to jedyna niezawodna metoda selekcji.

Krok 1: Charakteryzacja ścieków
Analizuj reprezentatywną próbkę pod kątem parametrów takich jak pH i stężenie SS.

Krok 2: Test słoika laboratoryjnego (krytyczny krok)
Jest to najważniejsza praktyka optymalnego wyboru i dawkowania.

1. Przygotowanie roztworu:  Przygotować 0,1% roztworów bazowych kilku kandydatów PAM (np. różnych typów anionowych o różnych masach cząsteczkowych i stopniach hydrolizy).

2. Procedura testowania:

   • Weź kilka szklanek (500 ml lub 1000 ml) wypełnionych równymi objętościami ścieków.

   • Pod szybkim mieszaniem (~ 150-200 obrotów na minutę) dodać równe dawki różnych roztworów PAM do każdej szklanki.

   • Po 1-2 minutach zmniejszyć mieszanie do powolnej prędkości (~ 40-60 obrotów na minutę) przez 5-10 minut, aby sprzyjać wzrostowi floku.

   • Przestań mieszać i pozwól, aby zawiesina osiadła.

3. Kryteria oceny:

   • Prędkość formacji Floc:  Jak szybko tworzą się floki?

   • Rozmiar floku & Gęstość:  Czy floki są duże, gęste i kompaktowe? Gęste floki osiadają się szybciej i produkują czystszą wodę.

   • Prędkość rozliczenia:  Czas, aby floki osiedliły się na połowę wysokości szklanki. Szybciej jest lepiej.

   • Nadzwyczajna jasność:  Obserwuj czystość górnej wody po osadzeniu (np. 5 minut). Przeczystsza woda oznacza lepszą wydajność.

   • Optymalne dawkowanie:  Określ minimalną dawkę, która osiągnie najlepsze wyniki. Przedawkowanie może ponownie ustabilizować cząstki i złamać floki.

Krok 3: Weryfikacja na skalę pilotażową
Jeśli to możliwe, zatwierdź najlepszych 1-2 kandydatów z testu słoika w systemie pilotażowym przepływu ciągłego, aby potwierdzić wydajność w warunkach rzeczywistych.

4. Kluczowe parametry: Masa cząsteczkowa i Stopień hydrolizy

W przypadku PAM anionowego krytyczne są dwa parametry:

• Masa cząsteczkowa (MW):  Odnosi się do długości łańcucha polimerowego.

  • Dla ścieków ceramicznych,  Bardzo wysoka masa cząsteczkowa  (zazwyczaj > 12 milionów, często > 16 milionów). Wyższa moc MW zapewnia dłuższe łańcuchy dla lepszego mostowania i większego tworzenia floku.

• Stopień hydrolizy (HD):  Procent grup akrylamidowych przekształconych w grupy akrylanowe, które zapewniają ładunek anionowy.

  • A średni stopień hydrolizy (zazwyczaj 20-30%)  Często jest idealny. Zbyt niska HD, a łańcuch nie rozciąga się dobrze; zbyt wysoka HD, a łańcuch staje się zbyt sztywny i mniej skuteczny przy mostowaniu, z zwiększoną wrażliwością na pH i twardość.

Praktyczne doświadczenie:  Dla typowych ścieków ceramicznych, an PAM anionowy o masie cząsteczkowej powyżej 16 milionów i stopniu hydrolizy około 25%  jest doskonałym punktem wyjścia do testów słoików.

5. Ważne uwagi dotyczące stosowania

1. Odpowiednie rozpuszczanie:  PAM musi być całkowicie rozpuszczony, aby być skuteczny. Użyj starzejącej się wody, jeśli to możliwe, i mieszaj przez 40-60 minut z umiarkowaną prędkością, aby uniknąć degradacji przez ścieranie.

2. Stężenie roztworu:  Przygotuj roztwory stokowe w 0,1% - 0,3%.

3. Punkt dawkowania:  Roztwór PAM wstrzyknij w punkcie wystarczającej turbulencji do szybkiego i pełnego mieszania.

4. Regulacja pH:  Jeśli pH ścieków jest bardzo niskie (<6) lub wysokie (>9), wydajność anionowego PAM może mieć wpływ. Wstępne dostosowanie pH do zakresu neutralnego może poprawić wyniki.

5. Przechowywanie:  PAM jest higroskopiczny. Trzymaj torby zamknięte w chłodnym, suchym miejscu.

Podsumowanie

Aby wybrać odpowiedni PAM do ścieków ceramicznych:

1. Podstawowy wybór:  Zacznij od anionowy poliakrylamid.

2. Kluczowe parametry:  Szukaj Wysoka masa cząsteczkowa (≥ 16 milionów)  i Średni stopień hydrolizy (20-30%).

3. Metoda podstawowa:  Zachowanie Testy słoika  w celu porównania wielkości floku, prędkości osadzania i przejrzystości nadnatantu w celu ostatecznego wyboru i optymalizacji dawkowania.

4. Ostateczny krok:  Weryfikacja najlepszego kandydata poprzez testy pilotażowe na miejscu.

Stosowanie tego ustrukturyzowanego podejścia umożliwi identyfikację najbardziej opłacalnego i wydajnego poliakrylamidu dla konkretnego systemu oczyszczania ścieków ceramicznych.