Podsumowanie Przegląd

W prostych słowach, PAC i PAM są klasycznym "dynamicznym duetem" w oczyszczaniu ścieków, zazwyczaj używanym razem w procesie krzepnięcia i flokulacji.

PAC działa jako koagulant. Jego główną rolą jest neutralizacja ładunków i destabilizacja drobnych zawieszonych cząstek i koloidów, powodując, że tworzą się mikrofloki.

PAM działa jako flokulant. Jego główną rolą jest adsorpcja i mostowanie, które pociąga mikro-floki stworzone przez PAC razem w duże, gęste i szybko osadzające się floki.

Ich związek można analogizować: PAC jest "klejem", który wiąże piasek w małe grunki, a PAM jest "siecią", która gromadzi grunki w duży, łatwy do usunięcia kamień.

1.Chlorek polialuminium (PAC)

1.1. Mechanizm działania

PAC to koagulant polimerowy nieorganiczny. Mechanizm krzepnięcia opiera się na trzech zasadach:

Neutralizacja ładunku: Po rozpuszczeniu w wodzie PAC hydrolizuje się w celu wytworzenia wielu dodatnie naładowanych złożonych jonów (np. [Al(OH)] ₂]⁺, [Al₈(OH)₂₀]⁴⁺). Większość cząstek koloidowych w ściekach (np. glina, koloidy organiczne) nosi ujemny ładunek powierzchniowy. Te podobne ładunki powodują, że cząsteczki się nawzajem odpierają i pozostają stabilne w zawiesinie. Dodatkowe jony z PAC skutecznie neutralizują te ujemne ładunki, sprężając podwójną warstwę elektryczną i powodując destabilizację. Pozwala to na zderzenie się i agregację cząstek.

Adsorpcja i mostowanie: hydrolizowane produkty PAC, takie jak żel wodorotlenkowy aluminium [Al(OH) ₃], tworzą szeroką, sieciową strukturę o dużej powierzchni i silnej zdolności adsorpcyjnej. Ten żel może "połączyć" między destabilizowanymi cząstkami a zawieszonymi substancjami stałymi, tworząc początkowe, małe "mikro-floki" lub "floki szpilkowe".

Flokulacja: W optymalnym zakresie pH PAC generuje znaczny osad wodorotlenku aluminium. W miarę osiadania się tego osadu, zaplecza się i zamieta zawieszone cząstki w dół, podobnie jak spadająca sieć.

1.2. Metoda użycia

Przygotowanie roztworu: Stały PAC należy najpierw rozpuścić w ciekłym roztworze. Typowe stężenie roztworu roboczego wynosi 5%-10% (tj. 50-100 g stałego PAC na litr wody). Należy ją dodawać powoli pod agitacją, aby zapobiec powstawaniu guzów.

Punkt dawkowania: Zazwyczaj dodawane na etapie "szybkiej mieszanki" lub "zbiornika krzepnięcia" procesu leczenia.

Mieszanie i reakcja: Po podaniu wymagane jest szybkie i intensywne mieszanie (około 1-3 minut), aby zapewnić pełną i równomierną dyspersję PAC w ściekach, ułatwiając neutralizację ładunku i początkowe tworzenie floku.

Kontrola dawkowania: Optymalna dawka musi być określona przez badanie słoika. Przedawkowanie może prowadzić do odwrócenia ładunku (ponownej stabilizacji) i gorszej wydajności. Typowy zakres wynosi 50-200 mg / l.

1.3. Efekty leczenia

Skuteczne usuwanie: zawieszonych substancji stałych (SS), cząstek koloidalnych, niektórych rozpuszczonych substancji organicznych i koloru.

Zmniejszenie kluczowych parametrów: zamętność, zapotrzebowanie na tlen chemiczny (COD) i całkowity fosfor (TP, poprzez tworzenie osadu fosforanu aluminium).

Forma: Małe, lekkie floki, które osiadają powoli.

2.Poliakrylamid (PAM)

2.1. Mechanizm działania

PAM to organiczny flokulant polimerowy. Jego podstawowym mechanizmem jest działanie mostowe jego struktury polimerowej z długim łańcuchem.

Adsorpcja i połączenie: cząsteczki PAM mają bardzo długie łańcuchy (masy cząsteczkowe w milionach do dziesiątek milionów) z licznymi aktywnymi grupami funkcjonalnymi (np. grupami amidowymi -CONH) ₂, grupy jonowe). Te długie łańcuchy działają jak "struny" lub "mosty", adsorbujące się na powierzchni jednego mikro-floku i rozciągające się do roztworu, aby adsorbować się na inne. Łączy to wiele floków w duże, gęste i szybko osadzające się aglomeraty.

Efekty ładowania (typ jonowy):

Katjonowy PAM: Posiada dodatni ładunek. Oprócz mostowania zapewnia również neutralizację ładunku, dzięki czemu jest wysoce skuteczny w przypadku organicznych, ujemnie naładowanych osadów (np. ścieków komunalnych, ścieków przetwórczych spożywczych). Jest to najczęstszy typ używany do odwodniania szlamu.

Anionowy PAM: Posiada ładunek ujemny. Opiera się przede wszystkim na długo łańcuchowym mostowaniu i często jest stosowany w połączeniu z koagulantami nieorganicznymi, takimi jak PAC, ukierunkowanym na słabo dodatnie floki utworzone po koagulacji.

PAM niejonowy: skuteczny w warunkach kwaśnych lub neutralnych i oferuje dobrą tolerancję soli.

2.2. Metoda użycia

Wybór typu jest krytyczny:

Zawiesiny nieorganiczne (np. przetwarzanie minerałów, woda do mycia piasku): Często stosuje się PAM anionowy.

Zagęszczanie i odwodnianie osadu organicznego (np. miejskie, przemysłowe): głównie używać PAM kationowego.

Kwasne lub wysokosolne ścieki: można rozważyć PAM niejonowy.

Przygotowanie roztworu: Zazwyczaj przygotowywane jako roztwór 0,1% -0,3%. Rozpuszczanie wymaga więcej czasu (40-60 minut) i delikatnego mieszania, aby uniknąć cięcia (złamania) długich łańcuchów polimerowych. Zbiornik starzenia się jest niezbędny do pełnej "aktywacji" polimeru.

Punkt dozowania: Dodawane po PAC, w "zbiorniku flokulacyjnym" lub "strefie powolnego mieszania". Tutaj wymagane jest powolne mieszanie (warunki przepływu laminarnego), aby sprzyjać wzrostowi floku bez złamania utworzonych aglomeratów.

Kontrola dawkowania: Wymagana dawka jest bardzo niska, zazwyczaj 1-5 mg / l i musi być określona przez badanie słoika.

2.3. Efekty leczenia

Znacznie przyspiesza prędkość osadzania floków.

Tworzy duże, silne i kompaktowe floki, które są łatwe do oddzielenia.

Znacznie poprawia wydajność odwodniania osadu i zwiększa zawartość substancji stałych odwodnionego ciasta.

Produkuje czystszy nadnatant (oczyszczona woda).

3. Proces współpracy i Kluczowe uwagi

Typowy przepływ procesu:

Woda surowa → (Regulacja pH) → PAC Dawkowanie → Szybkie mieszanie → Dawkowanie PAM → Powolna mieszanka → Sedymentacja → Przetwarzanie oczyszczonych ścieków / szlamu

Kluczowe uwagi & Środki ostrożności:

Porządek dawkowania jest krytyczny: musi to być najpierw PAC, a następnie PAM. Dodanie PAM najpierw spowoduje, że adsorbuje się na pojedyncze stabilne cząstki, potencjalnie chroniąc je i uniemożliwiając PAC skuteczną neutralizację ich ładunków, co prowadzi do niepowodzenia leczenia.

Zależność od pH: PAC działa najlepiej w zakresie pH od 6,5 do 8,0. Ekstremalne wartości pH osłabiają jego hydrolizę i skuteczność. Może być konieczna regulacja pH.

Całkowite rozpuszczenie PAM: Niecałkowicie rozpuszczony PAM, z "oczami rybnymi" (grudkami żelu), jest marnotrawstwem substancji chemicznych i znacznie zmniejsza wydajność.

Intensywność mieszania: wysoka wartość G (szybkie mieszanie) dla dyspersji PAC; Niska wartość G (powolne mieszanie) dla flokulacji PAM.

Testowanie słoików jest niezbędne: jakość wody znacznie się różni. Testy słoików to najbardziej opłacalna metoda określania optymalnego rodzaju i dawki PAC / PAM, pH i punktów dawkowania.

Bezpieczeństwo & Środowisko: Monomer PAM (akrylamid) jest neurotoksyną. Zawsze wybieraj produkty wysokiej jakości o niskiej zawartości pozostałych monomerów. Oczyszczone osady muszą być prawidłowo usuwane.

Podsumowanie efektów połączonych

Dzięki synergicznemu działaniu PAC i PAM system oczyszczania ścieków może osiągnąć:

Wysoko wydajne usuwanie zawieszonych i koloidalnych substancji stałych, z szybkością usuwania zamętności często przekraczającą 90%.

Znaczna redukcja COD i całkowitego fosforu, co ma kluczowe znaczenie dla spełnienia norm rozładunkowych.

Znacznie zwiększona separacja cieczy i stałych, zmniejszająca wymagany odcinek i czas retencji zbiorników sedimentacyjnych.

Tworzenie lepszych warunków dla kolejnych procesów leczenia biologicznego lub zaawansowanego.

Znaczna poprawa odwodnialności osadu.