Hogyan távolítja el a kationos poliakrilamid emulzió a szerves anyagokat a szennyvízből
A kationos poliakrilamid (CPAM) emulzió eltávolítja a szerves anyagokat a szennyvízből azáltal, hogy az oldott és kolloid szerves anyagokat nagyobb, szétválasztható pelyhekké alakítja töltéssemlegesítéssel és polimer hídképzéssel.
A gyakorlatban a CPAM flokkulálószerként (vagy koaguláló segédanyagként) működik a legjobban: a negatív töltésű szerves részecskéket, emulgeált olajokat és a humin/fulvikus anyagokat sűrű agglomerátumokká köti, amelyek ülepítéssel, oldott levegő flotációval (DAF) vagy szűréssel eltávolíthatók.
Mit tesz a CPAM emulzió a „szerves anyagokkal”
A szennyvízben lévő „szerves anyag” általában oldott szerves anyagok (KOI/TOC-ként mérve), a KOI-hoz és színhez hozzájáruló kolloidok, valamint szerves tartalmú lebegő anyagok keveréke. A CPAM elsősorban azt a részt célozza meg, amelyik van kolloid vagy részecskeasszociált ; ezen szilárd anyagok eltávolítása a hozzájuk kapcsolódó szerves anyagokat is eltávolítja.
Például számos ipari szennyvízben (élelmiszer, ital, cellulóz és papír, textil, olajos szennyvíz) a KOI nagy részét finom szuszpendált/kolloid anyagok szállítják. Amikor a CPAM növeli a pelyhek méretét és az ülepedési/lebegési sebességet, a KOI észrevehetően csökkenhet, mivel a KOI az eltávolított szilárd anyagokhoz kötődött.
Mechanizmusok: hogyan távolítja el a kationos poliakrilamid emulzió a szerves anyagokat
Negatív töltésű szerves anyagok töltéssemlegesítése
A szennyvízben sok szerves anyag nettó negatív töltést mutat: humin anyagok, lignin-fragmensek, festékmolekulák, zsírsavak és finom részecskék szervesanyaggal bevont felületei. A CPAM pozitív töltésű csoportokat tartalmaz, amelyek csökkentik az elektrosztatikus taszítást, és lehetővé teszik az ütközések „megtapadását”, mikroflokokat képezve, amelyek eltávolíthatóvá válnak.
Polimer áthidalás: a mikroflokkokat erős, ülepedő pelyhekké alakítja
A CPAM molekulák egyszerre több részecskén adszorbeálódnak. A polimerlánc szegmensei az egyik felülethez tapadnak, míg a többi szegmens a vízbe nyúlik, és máshol csatlakozik, nagyobb, erősebb pelyhekké „áthidalva” a részecskéket. Az áthidalás az egyik legfontosabb ok, amiért a CPAM javíthatja a DAF teljesítményét és a derítő ülepedést a pelyhek méretének és robusztusságának növelésével.
Seprés és behálózás (szervetlen koagulánsokkal együtt használva)
A CPAM-ot gyakran timsóval, vassókkal, PAC-val (polialumínium-klorid) vagy mésszel párosítják. A szervetlen koaguláns hidroxid csapadékot képez, amely „kisöpri” a szerves anyagokat az oldatból; A CPAM ezután megerősíti és megnöveli ezeket a pelyheket. Ez a kombináció gyakran nagyobb KOI/TOC csökkenést eredményez, mint a CPAM önmagában, ha az oldott szerves anyagok jelentősek.
Emulzió-specifikus előny: gyors aktiválódás és diszperzió
A CPAM emulzió egy „fordított emulziós” termék, amelyet vízben meg kell fordítani (aktiválni). Megfelelően megfordítva gyorsan szétoszlik, és hatékonyan szállít nagy molekulatömegű polimerláncokat, ami alacsony aktív dózisok mellett támogatja a gyors pelyhek növekedését.
Ahol a CPAM a leginkább csökkenti a COD/TOC-ot (és ahol nem)
A CPAM akkor a leghatékonyabb, ha szerves anyag részecskékhez, emulziókhoz vagy kolloidokhoz kötődik. Kevésbé hatékony a valóban oldott, kis molekulatömegű szerves anyagok (például cukrok, alkoholok, rövid szénláncú savak) esetén, kivéve, ha a koaguláns vagy más kezelés átalakítja azokat eltávolítható fázissá.
- Nagy előnyök: színezék/kolloidok (humikusok, színezékek), olajos emulziók, finom szuszpendált szilárd anyagok, iszap sűrítés és víztelenítés (szerves anyagokban gazdag szilárd anyagok eltávolítása).
- Mérsékelt haszon: vegyes ipari szennyvíz, amelyben a koaguláns csapadékot hoz létre, a CPAM pedig erős pelyheket képez az ülepítéshez/DAF-hez.
- Korlátozott előnyök: a szennyvízben kis mennyiségű oldott szerves anyagok dominálnak, koagulációs lépés nélkül; biológiai oxidációra, adszorpcióra (GAC) vagy fejlett oxidációra lehet szükség.
Gyakorlati adagolási és működési célok
A CPAM teljesítménye a megfelelő töltéssűrűség és molekulatömeg kiválasztásától, majd a megfelelő aktiválással és keveréssel történő alkalmazásától függ. Kiindulópontként sok növény hatékony kezelést talál a ~1-10 mg/L aktív polimer , tégelyes teszteléssel finomítva.
Útmutató a CPAM emulzióhoz (aktiváláshoz).
- Tipikus sminkkoncentráció: 0,1–0,5% aktív (általában a pumpálhatóság és a gyors diszperzió egyensúlyára használják).
- Lehetőség szerint tiszta hígítóvizet használjon; A nagy zavarosságú hígítóvíz idő előtt elhasználhatja a polimert.
- Gondoskodjon a megfelelő inverzióról/öregedésről: az elégtelen aktiválás gyakran „rossz pelyhesedésnek” tűnik még nagyobb dózisnál is.
Keverési célpontok, amelyek védik a polimer áthidalást
A CPAM-nak gyors kezdeti diszperzióra van szüksége, majd gyengéd keverésre, hogy a pelyhek nyírása nélkül növekedjenek. A túlkeverés széttörheti a pelyheket, és csökkentheti a flotáció/ülepítés általi szerves eltávolítást.
- Rapid mix: magas energia a ~30-60 másodperc polimer elosztására.
- Flokkuláció: gyengéd keverés ~5-20 perc az áthidalás és a pelyhesedés maximalizálása érdekében.
pH és koaguláns párosítás
Ha az oldott szerves anyagok kiemelkedőek, a CPAM timsó/vas/PAC párosítása gyakran javítja az eltávolítást. Először optimalizálja a szervetlen koaguláns pH-értékét, majd csökkentse a CPAM adagját a pelyhek méretének növelése és az elválasztás javítása érdekében.
| Változó | Amit megfigyelhetsz | Működési beállítás |
|---|---|---|
| Aluladagolás | Kicsi, lassan ülepedő pelyhek; nagy zavarosság/KOI átvitel | Növelje a CPAM-ot kis lépésekben; erősítse meg az aktiválást és a diszperziót |
| Túladagolás | „Restabilizált” bírságok; csúszós pelyhek; nagyobb a szennyvíz zavarossága | Csökkentse az adagot; vegye figyelembe az alacsonyabb töltéssűrűség fokozatot |
| Túl sok nyírás | Pelyhek keletkeznek, majd eltörnek; instabil DAF takaró vagy derítő | Rövidítse le a nagy energiájú keveréket; csökkenti a szivattyú nyírását; meghosszabbítja a gyengéd pelyhesedést |
| Magas oldódású szerves anyagok | Korlátozott COD-csökkenés csak CPAM-mal | Timsó, vas- vagy PAC hozzáadása/optimalizálása; majd CPAM-ot használjon koaguláns segédanyagként |
Egy üveges teszt megközelítés, amely a szerves eltávolításra összpontosít
Az edénytesztnek nemcsak a zavarosságot kell mérnie, hanem a rendszer szempontjából releváns szerves indikátort is (KOI, TOC, UV254, szín, olaj és zsír). Ezáltal a CPAM-kiválasztás összhangban van a „szerves anyagok eltávolításával”, nem csak az egyértelműséggel.
- Szűrje le a szervetlen koaguláns szükségességét: tesztelje az timsót/vas(III)/PAC-t több dózisban, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az oldott szerves anyagok (szín/UV254/KOI) reagálnak-e.
- CPAM hozzáadása flokkuláló segédanyagként: kezdje ezzel 1-3 mg/l aktív , majd állítsa be egy praktikus sávon keresztül (például 0,5–10 mg/L aktív a szilárd anyagoktól és a szennyvíz típusától függően).
- Figyelje meg a pelyhképződés idejét, a pelyhek méretét és a nyírási ellenállást; majd mérje meg a leülepedett/úszóval kezelt felülúszót KOI/TOC (vagy UV254/szín) egyenletes elválasztási idő után.
- Válassza ki a stabil teljesítményt biztosító adagablakot, ne csak az egyetlen „legjobb” tégelyt, hogy csökkentse a napi terhelésingadozásokra való érzékenységet.
Gyakori hibamódok és javítások
- Jó zavarosság eltávolítás, de gyenge KOI-csökkentés: a szerves anyagok főleg oldottak; szervetlen koaguláns hozzáadása/optimalizálása, pH beállítása, vagy adszorpció/biológiai kezelés megfontolása.
- A pelyhek „szálasnak” tűnnek, és a következőket hordozzák: túladagolás vagy túl nagy molekulatömeg a hidraulikus körülményekhez képest; csökkentse az adagot vagy váltson fokozatot; csökkenti a lefelé irányuló nyírást.
- Inkonzisztens teljesítmény váltásról műszakra: az emulzió nincs teljesen megfordítva, a hígítóvíz minősége változó, vagy a szennyvízdíj igénye ingadozik; szabványosítsa a sminket, ellenőrizze az öregedési időt és szigorítsa a takarmányszabályozást.
- A DAF takaró instabilitása: túl korán/túl későn hozzáadott polimer vagy nagy nyíróerő az injektáláskor; helyezze át a befecskendezési pontot, növelje meg a gyengéd pelyhesedési időt, és ellenőrizze a buborék/vegyszer időzítését.
Következtetés: a gyakorlati válasz egy sorban
A kationos poliakrilamid emulzió eltávolítja a szerves anyagokat azáltal, hogy semlegesíti a negatív töltésű szerves anyagokat, és a részecskéket nagy pelyhekké alakítja, amelyek ülepíthetők, lebegtethetők vagy szűrhetők – jellemzően alacsony aktív dózisok mellett, ha az aktiválás és a keverés megfelelően történik.
