Stosowanie poliakrylamidu do oczyszczania ścieków z wysypów lub odpadów jest powszechną metodą oczyszczania fizycznego i chemicznego. Stosuje się go głównie jako środek zakrzepowy lub flokulant do wzmocnienia procesu zakrzepowania / flokulacji i usuwania koloidów, zawieszonych substancji stałych i niektórych substancji organicznych w wyczysku.

Poniżej znajdują się kluczowe informacje na temat stosowania poliakrylamidu do oczyszczania wycieku z składowisk; lub ścieków odpadowych:

Zasada działania:

Neutralizacja ładunku i mostowanie:

Wypływanie składowiska zawiera dużą liczbę ujemnie naładowanych cząstek koloidalnych, humus, fragmenty drobnoustrojowe itp.

Poliakrylamid (PAM) to polimer o wysokiej cząsteczkowości z wieloma grupami reaktywnymi na jego łańcuchu cząsteczkowym (w zależności od typu: anionowy, kationowy lub niyonowy).

PAM katjonowy: Najczęściej stosowany do leczenia wyczysku. Dodatkowo naładowane grupy na jego łańcuchu molekularnym mogą skutecznie neutralizować ujemnie naładowane cząsteczki koloidalne, zmniejszyć ich potencjał Zeta, zniszczyć stabilność cząsteczek koloidalnych i destabilizować je.

Efekt mostowania: Długie łańcuchy cząsteczkowe PAM mogą "mostować" między wieloma destabilizowanymi cząsteczkami koloidalnymi lub drobnymi flokami, łącząc je razem, aby utworzyć większe, gęstsze i łatwiejsze do osiedlenia lub pływające floki (kwiaty alumi).

Funkcja złapania i zamiatania sieci: W procesie tworzenia dużych floków owinie i zamieta małe zawieszone substancje stałe i częściowo rozpuszczone substancje w wodzie.

Główne cele aplikacji:

Wzmocnienie separacji cieczy-stałych: Znacznie poprawić wydajność usuwania zawieszonych cieczy stałych i koloidów poprzez osadzenie koagulacyjne lub proces flotacji powietrznej oraz zmniejszyć zamętność i kolor.

Usuwanie części substancji organicznej: Usuwanie substancji organicznej, która jest połączona z koloidami, zawiesioną substancją lub może być adsorbowana przez floki, i zmniejsza COD (głównie koloidowe i nierozpuszczalne COD).

Poprawa wydajności odwodniania osadu: W kolejnym etapie oczyszczania osadu PAM jest często używany również do kondicjonowania osadu w celu poprawy wydajności odwodniania osadu (niższa zawartość wilgoci).

Jako obróbka wstępna: Zazwyczaj jest to połączenie do obróbki wstępnej lub biochemicznej po obróbce w całym procesie obróbki wyczysku (takim jak: obróbka wstępna + obróbka biochemiczna + zaawansowana obróbka), mające na celu zmniejszenie obciążenia kolejnych jednostek obróbki (zwłaszcza obróbka membranowa lub obróbka biologiczna), zapobieganie zatkaniu i poprawa ogólnej wydajności

Wybór typu PAM:

Katjonowy PAM: Najczęściej używany typ do przetwarzania wylewu z składowisk. Ponieważ cząsteczki koloidalne w wyczysku są zazwyczaj naładowane ujemnie, kationowy PAM może skutecznie neutralizować ich ładunki i wywierać silny efekt mostowy. Przy wyborze należy wziąć pod uwagę jonowość (gęstość ładunku). Im bardziej skomplikowana jest jakość wody wypłukanej i im wyższe stężenie koloidów, tym bardziej katjonowy PAM o wyższej jonowości jest zazwyczaj wymagany.

Anionowy PAM: Może być stosowany, gdy wyciąg zawiera głównie naładowane dodatnie zawieszone substancje stałe (takie jak niektóre wodorotlenki metali), lub może być dodany po naładowanym dodatnie floku utworzonym przez koagulanty nieorganiczne (takie jak PAC, PFS), aby wykorzystać długie łańcuchy do mostowania. Rzadko jest używany sam w wypływie.

PAM niejonowy: Niewrażliwy na zmiany pH i soliności, ale ma słabą zdolność neutralizacji ładunku. Nadaje się do wypłukiwań o złożonych warunkach jakości wody, dużych wahaniach pH lub wysokiej soliności lub gdy naładunek powierzchniowy cząstek jest bliski neutralności. Istnieje stosunkowo mało zastosowań.

Klucz: Należy przeprowadzić testy laboratoryjne lub testy pilotażowe na miejscu, aby określić najbardziej odpowiedni typ PAM, jonowość i optymalną dawkę. Skład wypływu jest złożony i zmienny (wpływa na wiek składowiska, sezon, opady itp.), a nie ma uniwersalnego wyboru.

Uwagi do aplikacji:

Stosowanie z koagulantami nieorganicznymi: PAM zazwyczaj nie jest stosowany sam, ale w połączeniu z koagulantami nieorganicznymi (takimi jak chlorek polialuminium, siarczan poliferryczny, siarczan żelaza itp.). Ogólnie rzecz biorąc, najpierw dodaje się koagulant nieorganiczny w celu neutralizacji ładunku i wstępnej flokulacji, a następnie dodaje się PAM w celu umostniania w celu utworzenia dużych i gęstych kwiatów alumi. Ważna jest kolejność i odstęp dawkowania.

Rozpuszczanie i przygotowanie: PAM jest cząstką stałą lub proszkiem, który przed dodaniem musi być rozpuszczony w roztworze o określonym stężeniu (zwykle 0,1% -0,5%). Proces rozpuszczania wymaga powolnego i równomiernego mieszania, aby uniknąć zgromadzenia się ("oczy ryb"). Niewystarczające rozpuszczanie będzie poważnie wpływać na efekt. Rozpuszczona woda powinna być czystą wodą z kranu lub wodą z recyklingu.

Punkt dawkowania i mieszanie: Punkt dawkowania należy wybrać po wystarczającej reakcji krzepnięcia i przed wejściem do zbiornika sedimentacyjnego lub zbiornika flotacyjnego. Wymagane są odpowiednie warunki mieszania (takie jak mieszalniki rurowe, mieszanie mechaniczne), aby szybko i równomiernie rozproszyć roztwór PAM, ale bez nadmiernego ścierania w celu zniszczenia utworzonych floków.

Optymalizacja dawkowania: zbyt mało nie osiągnie efektu; zbyt dużo jest nie tylko marnotrawne, ale może również prowadzić do ponownej stabilizacji koloidowej (odwrócenie ładunku) lub dyspersji floku, co sprawia, że ścieki są bardziej zamętne. Opłacalna dawka musi być określona poprzez eksperymenty.

Dostosowalność do jakości wody: wartość pH, temperatura, soliność, rodzaj substancji organicznej itp. wpłyną na efekt PAM. Jakość wody wyczyszczanej znacznie waha się i wymaga regularnego monitorowania i regulacji.

Rozważenia dotyczące zanieczyszczeń wtórnych: sam PAM ma niską toksyczność, ale jego monomer akrylamid jest neurotoksyczny. Należy wybrać produkty o niskich pozostałościach monomerów, które spełniają normy (takie jak jakość wody pitnej lub certyfikacja środowiskowa). Oczyszczone osady zawierają PAM, a ich ostateczne usuwanie (składowisko, spalanie, użycie rolne itp.) musi uwzględniać odpowiednie oddziaływania na środowisko.

Skutki i ograniczenia:

Zalety: stosunkowo prosta obsługa; może szybko i skutecznie usuwać SS, zamętność, kolor i część COD; poprawa wydajności osadzania się osadu i odwodniania; koszty operacyjne są stosunkowo kontrolowalne (jako przedobróbka).

ograniczenia:

Usuwa głównie zanieczyszczenia koloidalne i zawieszone i ma ograniczony wpływ usuwania na rozpuszczoną małą cząsteczkową substancję organiczną, azot amoniakowy i jony metali ciężkich (chyba że osady są tworzone i adsorbowane przez floki).

Nie może osiągnąć całkowitego oczyszczenia i standardowego wyładunku wyczysku i musi być stosowany w połączeniu z innymi procesami (takimi jak leczenie biologiczne bezaerobowe / aerobowe, separacja błony, zaawansowane utlenianie itp.).

Produkuje się dużą ilość osadu chemicznego, co zwiększa trudność i koszty oczyszczania i usuwania osadu.

Spożycie i wpływ substancji chemicznych są w dużym stopniu wpływane na wahania jakości wody.

Podsumowanie:

Poliakrylamid (zwłaszcza gatunek katonowy) jest ważnym środkiem wspomagającym krzepnięcie/flokulantem podczas przetwarzania wyczysku z składowisk. Ma znaczący wpływ na wzmocnienie sedimentacji koagulacji / flotacji powietrznej, usuwanie koloidów i zawieszonych substancji stałych oraz poprawę wydajności osadu. Jednak nie jest to niezależna technologia obróbki, ale służy jako jednostka obróbki wstępnej lub pośredniej do obsługi całego systemu obróbki wyczysku. Kluczem do udanego zastosowania jest wybór odpowiedniego typu PAM i jonowości, dokładna kontrola dawkowania, optymalizacja punktu dawkowania i warunków mieszania oraz skuteczna synergia z koagulantami nieorganicznymi i innymi procesami obróbki. W praktycznych zastosowaniach należy przeprowadzić rygorystyczne eksperymenty w celu określenia optymalnych parametrów procesu i zwrócić uwagę na problemy z oczyszczaniem osadu, które generują.