Kaip PAC ir PAM veikia kartu, kad pagerintų vandens valymo efektyvumą?

Tokiose srityse kaip geriamojo vandens valymas, komunalinės nuotekos, pramoninės nuotekos, kasybos atliekos ir dumblo nusausinimas, skendinčios kietosios dalelės, koloidinės dalelės ir tam tikros ištirpusios organinės medžiagos dažnai pasižymi dideliu stabilumu. Pasikliaujant vien natūralia sedimentacija, sunku pasiekti veiksmingą atskyrimą.

Cheminės koaguliacijos technologija destabilizuoja stabilius koloidus ir suspenduotas daleles, pridedant atitinkamų vandens valymo koaguliantų. Tada dėl flokuliacijos susidaro didesni ir struktūriškai stipresni flokuliai, o kietas{1}}skysčiai atskiriami sedimentacijos arba filtravimo būdu. Taigi cheminė koaguliacija tapo itin svarbia šiuolaikinių vandens valymo procesų grandimi.

Pramoninėms ir komunalinėms vandens valymo sistemoms parenkant vieną cheminį veiksnį dažnai nepavyksta vienu metu subalansuoti krūvio neutralizavimo, flokulų susidarymo ir vėlesnio nusėdimo našumo. Praktinėje inžinerijoje,polialiuminio chloridas (PAC)paprastai atlieka pirminę krešėjimo funkciją, tuo tarpupoliakrilamidas (PAM)tarnauja kaip flokuliuojanti priemonė,skatinant tolesnį mikro{0}flokų augimą adsorbuojant ir sujungiant polimerų grandines.

ECOLINK TECHNOLOGY daugiausia dėmesio skiria vandens valymo chemikalams ir įrangai, teikiant produktų atitikimą ir techninę pagalbą koaguliacijai, flokuliacijai, sedimentacijai ir kietųjų skysčių atskyrimui įvairiomis vandens kokybės sąlygomis.

Koks skirtumas tarp koaguliacijos ir flokuliacijos vandens valymo metu?

1. Kodėl smulkioms suspenduotoms dalelėms sunku natūraliai nusėsti?

Daugelis smulkių dalelių natūraliuose vandens telkiniuose ir pramoninėse nuotekose turi neigiamus paviršiaus krūvius. Kai šios dalelės artėja viena prie kitos, elektrostatinis atstūmimas neleidžia joms lengvai agreguotis.

Mažesnes nei maždaug 10 mikronų daleles paprastai sunku greitai nusėsti vien dėl gravitacijos. Šie teršalai gali būti koloidai, smulkus molis, organinės makromolekulės ir tam tikros mikrobinės ląstelės.

Todėl vandens valymo sistemos pirmiausia turi destabilizuoti daleles, prieš sukurdamos pakankamai didelius dalelių agregatus.

Tai pats pirmasis žingsnis, kai pradeda veikti vandens valymo koaguliantai.

2. Koaguliacija: pirmiausia „dalelių nestabilumo“ problemos sprendimas

Koaguliacija pirmiausia yra cheminis procesas.

Kai koaguliantai patenka į vandens telkinį, jie greitai išsisklaido esant greito, didelio{0}}intensyvumo maišymosi sąlygoms, sąveikaudami su suspenduotomis dalelėmis, kad iš dalies arba visiškai neutralizuotų jų paviršiaus krūvius, taip sumažinant elektrostatinį atstūmimą tarp dalelių.

Kai atstūmimas sumažėja, van der Waals jėgos tarp dalelių tampa dominuojančios. Dalelės susiduria ir palaipsniui sudaro mikro{1}}flokus. Šis procesas paprastai vyksta labai greitai, o pH yra vienas iš pagrindinių kontrolės veiksnių.

Šiame etape flokai vis dar yra palyginti maži ir paprastai negali pasiekti veiksmingo kietojo{0}}skysčio atskyrimo tiesiogiai nusėdant.

Todėl būtina pereiti prie kito žingsnio.

3. Flokuliacija: leidžiant mikro{1}}flokams toliau augti

Flokuliacija pirmiausia yra fizinis agregacijos procesas.

Kai krešėjimo metu susidaro mikro-flokai, vandens srautas patenka į mažo-intensyvumo, lėto{2}}maišymosi zoną. Mikro-flokai nuolat susiduria ir sudaro didesnius flokuliatorius polimerinių flokuliatorių pagalba.

Daugelyje pramoninių vandens valymo sistemų PAM flokuliantas yra įprasta flokuliavimo priemonė. Jo stambiamolekulinės grandinės gali adsorbuoti kelias daleles, sudarydamos tarp jų „tiltus“ ir leisdamos mikro{1}}flokams palaipsniui išaugti į didesnius, struktūriškai griežtesnius flokus.

Tai reiškia:

Koaguliacija išsprendžia dalelių destabilizavimo problemą.

Flokuliacija išsprendžia flokų augimo problemą.

Abu žingsniai nėra savavališkai keičiami.

4. Kodėl PAC ir PAM dažniausiai naudojami kartu?

Įprastame koaguliacijos ir flokuliacijos procese PAC pirmiausia atlieka krūvio neutralizavimą ir koaguliaciją, o PAM daugiausia naudojamas flokulių susidarymui sustiprinti.

Polialiuminio chloridas (PAC)yra iš anksto -hidrolizuoto aliuminio-pagrindo neorganinis koaguliantas. Palyginti su tradiciniu aliuminio sulfatu, jo hidrolizės procesas ir taikomas pH diapazonas turi ryškių pranašumų. Efektyvus PAC pH diapazonas yra 5,0–9,0.

Kita vertus, PAM yra polimerinis flokuliantas. Pagrindinis jo vaidmuo yra ne tik pakeisti neorganinius koaguliantus, bet ir panaudoti polimerų grandinės adsorbciją ir tiltus, kad destabilizuoti mikro{1}}flokai sudarytų didesnius, lengviau{2}}nusisodinamus agregatus.

Todėl daugelyje programų loginė proceso eiga yra tokia:

Įtaka → Greitas PAC maišymas → Mikro-floc formavimas → PAM flokuliacija → Sedimentacija / DAF → Filtravimas

Tai daug veiksmingiau nei tiesiog didinti cheminių medžiagų dozes.

PAC ir PAM techniniai parametrai praktinėse vandens valymo sistemose

5. PAC funkcijos ir taikymo sritis

PAC (polialiuminio chloridas) yra įprastas aliuminio{0}} koaguliantas, naudojamas pramoniniam ir komunaliniam vandens valymui.

Palyginti su tradiciniu alu, PAC pasižymi išankstinėmis-hidrolizės savybėmis, leidžiančiomis daryti krešėjimo poveikį platesniame pH diapazone. Vandens valymo sistemoms, kurioms reikia sumažinti drumstumą, pašalinti skendinčias kietąsias medžiagas ir pagerinti nusodinimo efektyvumą pasroviui, PAC turi didelę naudojimo vertę.

Skirtingi koagulianto parametrai:

Reikėtų pažymėti, kad tikrasis optimalus pH ir dozė vis tiek priklauso nuo žaliavinio vandens kokybės ir negali būti nustatomi remiantis vien teoriniais intervalais.

Pavyzdžiui, kai gydymo tikslai susiję su fosforo pašalinimu, žemesniu įtekančio pH arba specifiniais teršalais, geležies{0}} koaguliantai gali turėti tam tikrų pranašumų.

Todėl vandens valymo koaguliantų pasirinkimas turėtų būti nustatytas remiantis faktiniais vandens mėginiais, teršalų rūšimis ir tiksliniais nuotekų standartais.

6. PAM funkcijos: nuo mikro-flokų iki didelių flokų

PAM reiškia polimerinių flokuliatorių klasę, kuri pagal jonines charakteristikas paprastai skirstoma į:

Anijoninis PAM (APAM)

Katijoninis PAM (CPAM)

Ne{0}}joninis PAM (NPAM)

PAM molekulinės masės diapazonas svyruoja nuo 5 milijonų iki 25 milijonų daltonų. Didelės molekulinės masės PAM turi ilgesnes polimerų grandines, galinčias vienu metu adsorbuoti kelias daleles, taip sukurdamos aiškų jungiamąjį poveikį.

Įvairioms vandens kokybės sąlygoms tinka įvairūs jonų tipai:

Anijoninis PAM

Anijoninis PAM paprastai tinka sistemoms, kuriose neorganiniai koaguliantai jau yra suformavę teigiamo krūvio mikro{0}}flokus. Jis adsorbuojasi ant dalelių paviršių ir sujungia juos per neigiamo krūvio polimerų grandines.

Anijoninis PAM yra įprastas pasirinkimas geriamojo vandens valymui, kasybos atliekų skaidymui ir daugelyje pramoninių skaidrinimo sistemų, kuriose naudojami neorganiniai koaguliantai.

Katijoninis PAM

Katijoninis PAM paprastai naudojamas tais atvejais, kai skendinčios kietosios medžiagos turi stiprius neigiamus krūvius, daug organinių medžiagų arba dumblo nusausinimui ir ištirpusio oro flotacijai (DAF).

Jo ypatybė yra galimybė vienu metu dalyvauti ir krūvio neutralizavime, ir polimerų sujungime, todėl kai kurios sistemos gali sumažinti priklausomybę nuo atskirų neorganinių koaguliantų.

Ne{0}}joninis PAM

Ne{0}}joninis PAM tinka tam tikriems apdorojimo scenarijams, susijusiems su mažo joninio stiprumo vandeniu arba ekstremalia pH aplinka, pvz., specifiniais kasybos ir naftos telkinių įrenginiais.

Todėl PAM parinkimas neturėtų būti sutelktas tik į molekulinę masę; ji turi visapusiškai įvertinti jonų tipą, krūvio tankį, vandens kokybę, pH, skendinčios kietosios medžiagos charakteristikas ir pasroviui skirtą įrangą.

7. PAM tirpimo ir dozavimo parametrai

Praktinis PAM efektyvumas priklauso ne tik nuo gaminio modelio, bet ir glaudžiai susijęs su tirpimo ir senėjimo procesu.

Veikimo parametrai:

Prieš naudojimą PAM reikia ištirpinti švariame vandenyje.

Rekomenduojama preparato koncentracija: 0,1–0,3 % (m/t).

Prieš naudojimą mirkyti/sendinti mažiausiai 45 minutes.

Maišytuvo antgalio greitis turi būti mažesnis nei 3 m/s.

PAM turėtų būti pridėta prie lėto{0}}maišymo flokuliacijos etapo įėjimo.

Įprastas veiksmingos dozės diapazonas: 0,1–5 mg/l, galutinė dozė patvirtinta ištyrus indelius su vandens mėginiais.

Ypač svarbu atkreipti dėmesį, kad PAM netinka ilgalaikiam maišymui didelės{0}}šlyties sąlygomis. Dėl per didelio mechaninio šlyties gali suirti polimero grandinės ir taip sumažėti tilto pajėgumas.

8. Tinkama PAC ir PAM dozavimo seka

Įprastoms PAC + PAM koaguliacijos-flokuliavimo sistemoms dozavimo seka yra labai svarbi.

Paprastai pirmiausia reikia įpilti neorganinio koagulianto, kad būtų užbaigtas dalelių destabilizavimas greito{0}}maišymo stadijoje. Vėliau įvedamas PAM, kad polimerinis flokuliantas galėtų susieti jau susidariusius mikro{2}flokus.

Jei PAM pridedama per anksti ir stipriai susiliečia su dalelėmis, kol nesusidaro mikro{0}}flokai, gali padidėti polimero suvartojimas arba dalelės gali netgi vėl{1}}stabilizuotis.

Todėl racionalesnė pagrindinė seka yra:

PAC → Greitas maišymas → Mikro-flokai → PAM → Lėta flokuliacija → Dideli flokuliai → Sedimentacija / DAF

Tai yra svarbus pagrindas optimizuojant sinerginį PAC ir PAM apdorojimą inžinerinėje praktikoje.

Krešėjimo – flokuliacijos proceso projektavimas, trikčių šalinimas ir cheminis optimizavimas

9. Keturių etapų-vandens valymo procesas

Visą krešėjimo ir flokuliacijos sistemą paprastai galima suskirstyti į keturis pagrindinius etapus:

1 etapas: greitas maišymas

Po to, kai koaguliantai, tokie kaip PAC, patenka į įtekamąjį srautą, jie turi greitai ir tolygiai pasklisti per trumpą laiką.

Greito maišymo G{0}}vertė: paprastai 300–1000 s⁻¹.

Laikymo laikas: paprastai nuo 30 sekundžių iki 2 minučių.

Pagrindinis greito maišymo tikslas yra ne sudaryti didelius pūslelius, o užtikrinti, kad koaguliantas kuo tolygiau kontaktuotų su žaliaviniu vandeniu.

2 etapas: lėtas maišymas ir flokuliacija

Pasibaigus koaguliacijai, vandens srautas patenka į flokuliacijos zoną.

Lėtas maišymas G{0}}vertė: 10–75 s⁻¹.

Įprastas flokuliacijos laikas: 15–45 min.

Paprastai šiame etape pridedama PAM, o flokų augimas skatinamas palaipsniui mažinant maišymo intensyvumą.

Jei maišymas yra per intensyvus, pūslelės gali suskilti; jei maišymas per silpnas, dalelių susidūrimo dažnis tampa nepakankamas, todėl sulėtėja flokulių susidarymas.

3 etapas: sedimentacija

Pasibaigus flokuliacijai, vanduo patenka į skaidrinimo arba sedimentacijos rezervuarus.

Šiuo metu vandens srauto greitis mažėja, o flokai priklauso nuo gravitacijos, kad atsiskirtų kietas{0}}skystis.

Tikslinis paviršiaus perpildymo greitis tradiciniams stačiakampiams arba apskritiems skaidrintuvams: 0,5–2,5 m/val. Tada nusistovėjęs dumblas patenka į dumblo apdorojimo arba nusausinimo sistemas.

4 etapas: filtravimas

Po sedimentacijos gali likti nedideli smulkių dalelių kiekiai.

Smėlio filtrai, antracitinė medžiaga arba dvigubas{0}}terpės filtravimas gali dar labiau sumažinti suspenduotų kietųjų dalelių likučius ir drumstumą. Sistemose, kurioms reikalinga aukšta nuotekų kokybė, membraninis filtravimas taip pat gali būti naudojamas kaip poliravimo įrenginys.

Todėl visiškas koaguliacijos-flokuliacijos-sedimentacijos procesas nepriklauso tik nuo vienos cheminės medžiagos; tai bendras cheminių medžiagų, maišymo sąlygų, nusėdimo parametrų ir paskesnio filtravimo rezultatas.

10. Kaip pasirinkti PAC ir PAM esant skirtingoms vandens kokybės sąlygoms?

Skirtinguose naudojimo scenarijuose teršalų charakteristikos labai skiriasi.

Šie scenarijai rodo, kad nėra vienos fiksuotos formulės, taikomos visiems pramoninių nuotekų koaguliacijos projektams.

Kasybos, popieriaus gamybos, tekstilės, maisto, metalo apdirbimo ar dumblo nusausinimo projektuose ECOLINK TECHNOLOGY gali padėti suderinti atitinkamą PAC, anijoninį PAM, katijoninį PAM arba ne{0}}joninį PAM pagal kliento vandens kokybę, apdorojimo tikslus ir įrangos procesus.

11. Kodėl stiklainio bandymas yra esminis cheminės medžiagos atrankos žingsnis?

Nustatant faktinius cheminių produktų modelius ir dozavimo normas, teoriniai parametrai yra tik pradinė nuoroda.

Vienas iš patikimiausių metodų yra stiklainių bandymai naudojant faktinius{0}}vietoje esančius vandens mėginius.

Galima individualiai reguliuoti PAC dozę, PAM tipą, PAM dozę ir pH sąlygas, laikantis:

Floko dydis

Floko susidarymo greitis

Nusėdimo greitis

Supernatanto drumstumas

Galutinis išaiškinimo efektyvumas

Dumblo gamybos apimtis

Tikrų vandens mėginių stiklainių bandymai prieš didelės apimties{0}}cheminių medžiagų įsigijimą yra esminis metodas koaguliantų ir PAM rūšims patvirtinti.

Projektams, kuriems reikalingas PAC ir PAM dozavimo optimizavimas, rekomenduojama ne tiesiogiai kopijuoti fiksuotus santykius iš kitų projektų, o nustatyti ekonomiškas, stabilias darbo sąlygas atliekant faktinius vandens tyrimus.

12. Dažnos koaguliacijos ir flokuliacijos problemos ir sprendimai

Flokai yra maži, laisvi ir sunkiai nusėda

Ši situacija gali būti susijusi su nepakankama PAM doze, netinkamu flokuliacijos laiku arba per dideliu lėtu{0}}maišymo intensyvumu.

Pirmiausia patikrinkite PAM ištirpimo koncentraciją ir senėjimo laiką.

Jei PAM nėra visiškai ištirpęs, gali susidaryti gelio dalelės, panašios į „žuvies akis“, o tai neleidžia visiškai veikti.

Patvirtinus tinkamą PAM paruošimą, palaipsniui koreguokite dozę ir patikrinkite, ar lėto -maišymosi G- reikšmė išlieka 10–75 s⁻¹ ribose.

Susidaro flokai, bet vėliau suyra

Jei prieš nusėsdami pūsleliai yra dideli, bet staiga suyra, praėję per siurblius ar vamzdynus, patikrinkite mechaninę šlytį.

Siurblio sparnuotės, vožtuvai ir vamzdžių alkūnės gali sukurti dideles šlyties jėgas.

Be to, dėl PAM pertekliaus ant dalelių paviršių gali susidaryti steriški kliūčių sluoksniai, kurie sumažina floko stabilumą.

Didelis aliuminio likutis nuotekose

Darbinis pH yra labai svarbus aliuminio{0}}koaguliantams.

Kai pH nukrenta žemiau 6 arba viršija 8, aliuminio tirpumas žymiai padidėja. Todėl pH kontrolė turi būti sugriežtinta, kad aliuminio koaguliantų sistemų nuotekų pH būtų palaikomas 6,5–7,5 (geležies -pagrįstos sistemos gali būti kontroliuojamos 5,5–8,5).

Taigi, PAC parinkimas negali būti aptariamas atskirai nuo pH kontrolės.

Per didelis dumblo susidarymas

Koaguliantai nėra „kuo daugiau, tuo geriau“.

Viršijus optimalią dozę, cheminės medžiagos perteklius tiesiogiai virsta papildomu dumblu, todėl padidėja ir cheminių medžiagų sąnaudos, ir dumblo šalinimo slėgis.

Jei projektuose naudojami dideli dumblo kiekiai, iš naujo{0}}įvertinkite atlikdami indelių bandymą, optimizuodami PAM modelį ir molekulinę masę, kad susidarytų stipresni flokai esant mažesnėms koagulianto dozėms.

Tai yra pagrindinis vandens valymo cheminio optimizavimo tikslas: siekiama ne tik užtikrinti reikalavimus atitinkančias nuotekas, bet ir subalansuoti cheminių medžiagų sąnaudas, dumblo kiekį ir sistemos stabilumą.

13. ECOLINK TECHNOLOGIJA: nuo vandens valymo cheminių medžiagų iki integruotų sprendimų

Praktiniai PAC ir PAM rezultatai nepriklauso vien nuo pačių gaminių.

Lygiai ta pati cheminė medžiaga gali veikti skirtingai, kai skiriasi žaliavinio vandens kokybė, pH lygis, temperatūra, maišymo sąlygos ir kietųjų medžiagų kiekis.

Todėl profesionalioje vandens valymo schemoje reikėtų visapusiškai apsvarstyti:

Vandens kokybės analizė → Koaguliatoriaus pasirinkimas → PAM jonų tipo pasirinkimas → Stiklainio bandymas → Dozės optimizavimas → Maišymo sąlygų reguliavimas → Skaidrinimas / DAF dizainas → Dumblo apdorojimas → Nuotekų tikslo atitiktis

ECOLINK TECHNOLOGY daugiausia dėmesio skiria vandens valymo chemikalams ir įrangai, teikiant PAC, anijoninius PAM, katijoninius PAM, ne{0}}joninius PAM ir susijusią techninę pagalbą, pritaikytą pramoninių nuotekų, komunalinių nuotekų, dumblo nusausinimo ir pakartotinio vandens naudojimo projektams.

Klientams, norintiems sukurti arba atnaujinti apdorojimo sistemas, integruotos proceso konfigūracijos taip pat gali būti teikiamos visuose įrenginiuose, įskaitant koaguliaciją, flokuliaciją, nusodinimą, filtravimą ir membranų apdorojimą.

14. Išvada: teisingas cheminių medžiagų pasirinkimas yra svarbiau nei vien tik dozės didinimas

Cheminis koaguliavimas yra pagrindinis šiuolaikinio vandens valymo procesas, tačiau efektyvi koaguliacijos ir flokuliacijos sistema nėra tik „daugiau cheminių medžiagų pridėjimas“.

Tikrai stabilus veikimas atsiranda dėl kelių pagrindinių veiksnių sinergijos:

Tinkamas koaguliantas + teisingas pH + tinkama dozavimo seka + tinkamas PAM tipas + tikslus dozavimas + tinkamas maišymo intensyvumas + kruopštus stiklainio testo patvirtinimas.

PAC pirmiausia yra atsakingas už dalelių destabilizavimą ir mikro{0}}flokų susidarymą, o PAM dar labiau padidina floko dydį, stiprumą ir nusėdimo našumą per makromolekulinį tiltelį.

Praktiniuose projektuose skirtingi PAM jonų tipai turėtų būti parenkami atsižvelgiant į vandens kokybę ir valymo tikslus, o galutiniai parametrai patvirtinami atliekant vandens mėginių tyrimus vietoje, o ne pasikliaujant fiksuotais cheminiais santykiais.

Klientams, ieškantiems didelio-drumstumo nuotekų valymo, pramoninių nuotekų koaguliacijos, dumblo nusausinimo ar kasybos atliekų valymo, tinkamas PAC ir PAM derinys gali padidinti kietųjų -skysčių atskyrimo efektyvumą ir sumažinti nereikalingą cheminių medžiagų suvartojimą ir dumblo šalinimo naštą.

ECOLINK TECHNOLOGY gali teikti cheminių medžiagų atitikimą ir techninę pagalbą, pritaikytą konkrečiai vandens kokybei, srautui ir proceso tikslams, padėdamas klientams pereiti nuo paprasto cheminių medžiagų pirkimo prie stabilesnių, ekonomiškesnių vandens valymo sprendimų.