Katjonu poliakrilamīds var uzlabot dūņu atūdeņošanas efektivitāti

Sistemātiski optimizējot PAM dūņu atūdeņošanas veiktspēju, sākot no dūņu īpašībām un lādiņa blīvuma līdz dozēšanai un sagatavošanai

Komunālo notekūdeņu attīrīšanā, rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanā un jaukto notekūdeņu attīrīšanā dūņu atūdeņošanas veiktspēja ir atkarīga ne tikai no pašas atūdeņošanas iekārtas, bet arī no tā izvēles.Katjonu poliakrilamīds (CPAM), dūņu īpašības, lādiņa blīvums, molekulmasa, sagatavošanas metode un dozēšanas apstākļi.

Faktiskā darbībā, pat izmantojot viena zīmola vai viena veida polimēru, dažādām dūņu sistēmām joprojām var būt ievērojamas atšķirības filtra kūkas cietvielu saturā, filtrāta/centrāta dzidrumā un polimēra patēriņā. Pievienotie dati liecina, ka noteiktos darbības apstākļos filtra kūkas sausums var atšķirties par 16% un 22%, savukārt produktu saskaņošanas optimizēšana, izmantojot vārglāzes testus, nodrošina iespēju samazināt polimēru izmantošanu par 10% līdz 15%.

Tāpēc dūņu atūdeņošana nav tikai jautājums par "PAM devas palielināšanu", bet gan sistemātiskas optimizācijas process, kura centrā ir lādiņa neitralizēšana, floku veidošanās, mehāniskā atūdeņošana un darbības apstākļu saskaņošana.

I. Kāpēc katjonu poliakrilamīds var uzlabot dūņu atūdeņošanu?

Dūņu daļiņām parasti ir noteikts neto negatīvs virsmas lādiņš, kas liek smalkajām daļiņām viegli uzturēt izkliedētu stāvokli, apgrūtinot to dabisko nogulsnēšanos vai efektīvu atūdeņošanu, izmantojot mehāniskās iekārtas.

Dūņu kondicionēšanas procesa laikā katjonu grupas katjonu PAM var mijiedarboties ar negatīvajiem lādiņiem uz dūņu daļiņu virsmas, tādējādi samazinot elektrostatisko atgrūšanos starp daļiņām.

Šo procesu var vienkārši saprast šādi:

Uzlādes neitralizācija → Daļiņu agregācija → Polimēru pārslēgšana → Floku veidošanās → Ūdens izdalīšanās → Mehāniskā atūdeņošana

Katjonu polimēri ne tikai samazina elektrostatisko stabilitāti starp dūņu daļiņām, bet to polimēru ķēdes var arī vienlaikus savienot vairākas daļiņas, izraisot sākotnēji smalkas un izkliedētas dūņu daļiņas, veidojot lielākus flokus.

Lielākiem flokiem parasti ir izteiktākas cieto{0}}šķidruma atdalīšanas saskarnes, ļaujot brīvam ūdenim vieglāk izdalīties no dūņu struktūras, tādējādi uzlabojot filtrēšanas vai centrifugēšanas atūdeņošanas efektivitāti.

Kattjonu poliakrilamīda dūņu atūdeņošanai patiesi svarīgi ir nevis vienkārši sasniegt augstāku katjonu lādiņa pakāpi, bet gan atrast produktu, kas atbilst dūņu virsmas lādiņam un organiskajam sastāvam.

II. Uzlādes blīvums ir galvenais parametrs, izvēloties katjonu PAM

Dažādām dūņām ir nepieciešamas dažādas katjonu pakāpes

Katjonu poliakrilamīda lādiņa blīvumu var saprast kā katjonu monomēra vienību proporciju polimēra ķēdē.

Saskaņā ar pievienotajiem datiem katjonu PAM parasti var klasificēt pēc katjona:

Zema maksa: 10–20%

Vidēja maksa: 20–40%

Augsta maksa:40–60% vai vairāk

Tomēr šos diapazonus nevar tieši izmantot kā vienīgo pamatu gala produkta izvēlei. Faktiskās lietošanas laikā validācija jāveic, ņemot vērā dūņu izcelsmi, cieto sastāvu, EPS saturu, iekārtas veidu un darbības apstākļus.

Piemēram, sadzīves notekūdeņu attīrīšanā dažādu dūņu īpašības var atšķirties.

Primārās dūņas parasti satur vairāk nosēdināmu cietvielu, tām ir salīdzinoši atšķirīgs organiskais sastāvs, un tās var labi reaģēt uz vidējas -lādiņa polimēriem ar 25–35% katjonu.

Turpretim atkritumos aktīvās dūņas satur vairāk mikrobu šūnu un ārpusšūnu polimēru vielu (EPS), un negatīvais lādiņš uz daļiņu virsmas var būt izteiktāks, tādējādi parasti ir nepieciešams katjons, kas pārsniedz 40%.

Lielāka smalko daļiņu un koloidālo vielu īpatsvara dēļ var būt nepieciešami arī produkti ar lielāku lādiņa blīvumu anaerobā veidā sagremotām dūņām, lai gan galīgā atlase tomēr jānosaka, izmantojot vārglāzes testus.

III. PAM atlase dažādu veidu dūņām nevar būt "viens-izmērs-piemērots-visam"

Dažādām dūņu izcelsmēm ir atšķirīgs ķīmiskais sastāvs un daļiņu struktūra.

Rūpniecisko dūņu atlase ir vēl sarežģītāka.

Piemēram, olbaltumvielas, tauki un organiskās vielas pārtikas pārstrādes notekūdeņos var mainīt mijiedarbību starp polimēru un dūņu daļiņām; tā kā minerālu{0}}tipa dūņām, kas rodas metālapstrādes rūpniecībā, var būt pilnīgi atšķirīgs daļiņu sastāvs.

Tāpēc, izvēloties PAM rūpniecisko dūņu atūdeņošanai, tikai atsauce uz produktiem, ko pašlaik izmanto citas iekārtas, ne vienmēr dod identiskus rezultātus.

Īpaši jauktos sadzīves{0}}rūpnieciskajos notekūdeņos dūņu īpašības var svārstīties atkarībā no gadalaikiem, ražošanas slodzes un rūpniecisko notekūdeņu īpatsvara.

Pievienotais gadījuma pētījums norāda, ka noteiktos ekspluatācijas apstākļos polimērs ar 30% lādiņa blīvumu var darboties labi, bet, palielinoties pārtikas pārstrādes notekūdeņu novadīšanai vasarā un mainoties organiskajai slodzei, sākotnējā polimēra atūdeņošanas veiktspēja var samazināties.

Tieši tāpēc katjonu PAM lādiņa blīvuma atbilstība ir jāpārbauda, ​​izmantojot faktiskos dūņu paraugus.

IV. Kāpēc ir ieteicami vārglāzes testi?

Pāreja no “piegādātāja ieteikuma” uz “faktisko dūņu validāciju”

Nav vienota fiksēta PAM modeļa, kas būtu piemērojams visām dūņu apstrādes sistēmas iekārtām.

Pat ja divas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas attīra viena veida dūņas, atšķirības ieplūstošā ūdens kvalitātē, dūņu koncentrācijā, dūņu vecumā, neorganisko vielu saturā, EPS un atūdeņošanas iekārtās var izraisīt dažādas optimālas polimēru programmas.

Tāpēc pirms produkta pabeigšanas vārglāzes testēšanai var atlasīt vairākus produktus ar atšķirīgu lādiņa blīvumu un molekulmasu.

Galvenie novērojumi, kuriem jāpievērš uzmanība:

Floku veidošanās ātrums

Floku izmērs

Flock spēks

Supernatanta skaidrība

Filtra vai centrējuma kvalitāte

Filtrējiet kūkas cietvielu saturu

PAM patēriņš uz tonnu sauso dūņu

Ideāls produkts nav "jo lielāks flokuls, jo labāk", bet gan tāds, kas saprātīgā devā var veidot floku, kas ir strukturāli stabils, ar labām drenāžas īpašībām un iztur turpmāku mehānisku bīdi.

Pievienotie dati liecina, ka, optimizējot lādiņa blīvumu un faktiskos darbības apstākļus, izmantojot vārglāzes testus, dažas iekārtas var samazināt polimēru izmantošanu par 10% līdz 15%.

V. Kā izvēlēties starp pulveri un emulsiju, katjonu PAM?

Papildus lādiņa blīvumam produkta forma ietekmē arī dūņu atūdeņošanas sistēmas ikdienas darbību.

1. Katjonu poliakrilamīda pulveris

Pulvera izstrādājumiem ir kompakta uzglabāšana un ērta transportēšana. Sausos, vēsos uzglabāšanas apstākļos glabāšanas laiks var sasniegt divus gadus.

Tomēr pirms PAM pulvera lietošanas ir nepieciešama šāda secība:

Mitrināšana → Dispersija → Izšķīdināšana → Novecošana → Dozēšana

Ja mitrināšanas un izkliedes procesi tiek slikti kontrolēti, var veidoties neizšķīdušas polimēra daļiņas, kā rezultātā samazinās efektīva ķīmisko vielu izmantošana un, iespējams, palielinās darbības problēmas dozēšanas sistēmā.

Pievienotie dati liecina, ka atsevišķās ražotnēs nepilnīgas pulvera izšķīdināšanas dēļ dozēšanas cauruļvados var parādīties neizšķīdušas daļiņas, kā rezultātā faktiskā efektīvā polimēra koncentrācija samazinās par 20% vai pat vairāk.

Tāpēc zemāka pulvera produktu iegādes cena nenozīmē, ka kopējās sistēmas darbības izmaksas ir zemākas; Jāņem vērā arī sagatavošanas sistēmas, darbs un šķīdināšanas efektivitāte.

2. Emulsijas katjonu poliakrilamīds

Emulsijas PAM izmanto ūdens{0}}eļļā{1}}polimerizācijas procesu, kurā polimērs tiek izkliedēts ogļūdeņraža nesējā mikronu- izmēra pilienu veidā.

Salīdzinot ar pulverveida produktiem, emulsijas produktu acīmredzama priekšrocība ir to ātrāks sagatavošanas ātrums.

Normālos apstākļos:

Emulsija PAM:Hidratācija un gatavība lietošanai aizņem tikai aptuveni 5–15 minūtes.

PAM pulveris:Parasti tas prasa 30–60 minūtes.

Tāpēc sistēmās ar ierobežotu novecošanas tvertnes ietilpību, lielām dūņu slodzes svārstībām vai nepieciešamību ātri pielāgot ķīmisko koncentrāciju emulsijas produkti var būt ērtāki.

Tomēr emulsijas produktiem parasti ir jāpievērš uzmanība zemas -temperatūras antifrīzu aizsardzībai, un to uzglabāšanas stabilitātes laiks ir salīdzinoši īss, parasti 6–12 mēneši.

Līdz ar to, izvēloties pulverveida vai emulsijas katjonu poliakrilamīdu, ir jāņem vērā iepirkuma izmaksas, transportēšanas apstākļi, aprīkojuma konfigurācija, darbaspēka izmaksas un{0}}uz vietas sagatavošanas iespējas, nevis vienkārši jāsalīdzina produkta kilograma cena.

VI. Kā PAM molekulmasa ietekmē dūņu flokulāciju?

Dūņu atūdeņošanai izmantotā katjonu PAM molekulmasa parasti svārstās no 6 miljoniem līdz 12 miljoniem.

Molekulmasa ir saistīta ar polimēra ķēdes garumu, un ķēdes garums ietekmē polimēra spēju savienot vairākas dūņu daļiņas.

Vispārīgi runājot, garākas polimēru ķēdes var veidot lielākus flokus, taču tas nenozīmē, ka augstāka molekulmasa vienmēr ir labāka.

Ja floki ir pārāk vaļīgi, tie var saplīst, nonākot iekārtās ar augstu{0}}bīdi, piemēram, centrifūgām; ja sajaukšanas intensitāte ir pārāk augsta, tas var izraisīt arī polimēru ķēžu mehānisku degradāciju.

Tāpēc, izvēloties polimērus dūņu atūdeņošanai, jāņem vērā:

Uzlādes blīvums + molekulmasa + dūņu īpašības + sajaukšanas apstākļi + atūdeņošanas aprīkojums

nevis aplūkot vienu tehnisko parametru atsevišķi.

VII. Kāpēc PAM devu nevar noteikt?

Dažādām atūdeņošanas iekārtām ir nepieciešamas dažādas optimālās devas

Kattjonu poliakrilamīda optimālā deva ir cieši saistīta ar dūņu cieto vielu koncentrāciju, daļiņu virsmas laukumu, sajaukšanas intensitāti un mehānisko atūdeņošanas aprīkojumu.

Lentes filtru preses un centrbēdzes atūdeņošanas mašīnas darbojas dažādos mehānismos.

Lentes filtra preses bīdes darbība parasti ir zemāka nekā centrifūgai, ļaujot izveidotajiem flokiem būt salīdzinoši lielākiem un vaļīgākiem.

Turpretim centrifūgas ģenerē spēcīgāku mehānisko bīdes un centrbēdzes spēku liela{0}}darba laikā, izvirzot augstākas prasības floku izturībai.

Pievienotie dati liecina, ka sistēmām, kas apstrādā vienas un tās pašas dūņas, polimēra deva centrifūgai parasti ir par 10% līdz 20% lielāka nekā lentes filtra presei, ko galvenokārt izmanto floku struktūras uzlabošanai, lai tā varētu izturēt centrifugēšanas procesu.

Tāpēc nevar vienkārši pieņemt, ka "tieši tām pašām dūņām vajadzētu izmantot tieši tādu pašu PAM devu".

VIII. Tikpat svarīga ir pareiza PAM sagatavošanas koncentrācija

Pat ja ķīmiskā viela ir pareizi izvēlēta, ja sagatavošanas process ir nepamatots, galīgais dūņu atūdeņošanas efekts joprojām var tikt negatīvi ietekmēts.

Tipiski sagatavošanas diapazoni, kas norādīti pievienotajos datos, ir:

PAM pulveris:0,25% līdz 0,5%

Emulsijas aktīvā sastāvdaļa:0,1% līdz 0,5%

Sagatavošanas laikā pārliecinieties, ka polimērs ir pilnībā samitrināts, izkliedēts un hidratēts, un ļaujiet polimēra ķēdēm pilnībā izvērsties.

Sagatavojot PAM dūņu atūdeņošanas līdzekļus, ir īpaši jāizvairās no lielas{0}}bīdes sūknēšanas.

Centrbēdzes sūkņi, sūkņi ar lielu-bīdi vai nepamatota cauruļvadu konstrukcija var izraisīt polimēru ķēdes pārrāvumus, tādējādi samazinot faktisko efektīvo molekulmasu.

Tāpēc racionālāka pieeja ir:

Pilnīga izšķīšana → Pareiza novecošana → Zema-Bīdes pārnese → Vienmērīga dozēšana

nevis vienkārši palielināt mehāniskās maisīšanas intensitāti.

IX. Kā noteikt, vai PAM dozēšana ir piemērota?

Pēc polimēra un dūņu rūpīgas saskares, floku veidošanās parasti ir novērojama salīdzinoši ātri.

Pievienotie dati liecina, ka, ja floki parādās tikai pēc 10–15 sekundēm, tas var liecināt par nepietiekamu devu vai arī to, ka PAM nav pilnībā izšķīdis.

Tomēr ir jāizvairās arī no pārmērīgas-dozēšanas.

Nepietiekama-dozēšana var izraisīt:

Smalkas daļiņas, kas nespēj pienācīgi flokulēties

Duļķains filtrāts vai centrāts

Lielāks mitruma saturs filtra kūkā

Samazināta cieto{0}}šķidruma atdalīšanas veiktspēja

Pārdozēšana- var izraisīt:

Pārāk apjomīgi floki

Floki iekšpusē aiztur vairāk ūdens

Paradoksāli samazināta dūņu atūdeņošanas veiktspēja

Palielināts PAM patēriņš

Tāpēc optimālā katjonu PAM deva ir jānosaka, kombinējot vārglāzes testus un -uz vietas pārbaudot aprīkojumu.

X. Kāpēc pēc PAM pievienošanas filtra kūka joprojām ir mitra?

Tā ir ļoti izplatīta problēma dūņu atūdeņošanas vietās.

Ja atūdeņotajā filtra kūkā joprojām ir pārmērīgs mitrums, to nevar tieši uzskatīt par "sliktu PAM veiktspēju".

Pārbaude ir nepieciešama vismaz no šādiem virzieniem:

1. Nepietiekama deva

Ja PAM nav pietiekams, smalkās daļiņas nevar veidot stabilus flokus; tie iekļūs filtra kūkas tukšumos un saglabās vairāk mitruma.

Šajā brīdī devu var pakāpeniski palielināt, ievērojot filtra kūkas cietvielu saturu un filtrāta kvalitāti.

2. Pārmērīga deva

Pārmērīgs PAM var veidot pārāk lielus, pārāk apjomīgus flokus.

Lai gan floki izskatās lieli, tie iekšēji var saturēt lielu daudzumu ūdens, kas mehāniskā spiedienā viegli neizdalās.

3. Nepilnīga PAM izšķīšana

Ja polimēra daļa nav pilnībā izšķīdusi, faktiskā efektīvā ķīmiskā deva, kas piedalās flokulācijā, var būt mazāka par teorētisko devu.

Šajā laikā ir jāpārbauda sagatavošanas sistēma, mitrināšanas process un novecošanas laiks.

4. Novērsiet-ūdens kvalitātes problēmas

Ciets ūdens ar augstu kalcija vai magnija līmeni var ietekmēt polimēra hidratācijas procesu.

Tāpēc, ja rodas neparasti atūdeņošanas rezultāti, pārbaudēs vienlaikus jāaptver ķīmiskās vielas, dūņas, ūdens un aprīkojums, nevis tikai PAM devas pielāgošana.

XI. Cik ilgi var uzglabāt sagatavotos katjonu PAM šķīdumus?

Sagatavotiem PAM risinājumiem uzglabāšanas laiks ir arī svarīgs faktors, kas ietekmē darbības stabilitāti.

Pievienotie dati norāda, ka katjonu PAM šķīdumi 0,25–0,5% koncentrācijā 24 stundu laikā var sākt rādīt veiktspējas pasliktināšanos.

Pēc 48 stundām viskozitātes zudums parasti pārsniedz 10%.

Tāpēc racionālāka darbības pieeja ir nevis iepriekš sagatavot lielus daudzumus, bet gan izstrādāt sagatavošanas un novecošanas sistēmas, pamatojoties uz vienas maiņas faktisko patēriņu.

Stabili strādājošai dūņu atūdeņošanas sistēmai jaudu var noteikt, pamatojoties uz:

Stundu PAM prasība × darbības laiks vienā maiņā

lai noteiktu saprātīgu sagatavošanas un novecošanas tvertnes tilpumu.

Ja iekārtai ir nepieciešams ilgstoši uzglabāt sagatavotos polimēru šķīdumus, tās darbība ir jāpārbauda, ​​veicot reālus vārglāžu testus, un nevajadzētu vienkārši pieņemt, ka ilgāks uzglabāšanas laiks neietekmēs veiktspēju.

XII. Kā ECOLINK TECHNOLOGY palīdz optimizēt dūņu atūdeņošanas risinājumus

Notekūdeņu attīrīšanas iekārtām un rūpnieciskajiem klientiem patiesi vērtīgs PAM piedāvājums pārsniedz produkta modeļa nodrošināšanu.

ECOLINK TECHNOLOGY specializējas ūdens attīrīšanas ķimikālijās un ūdens attīrīšanas iekārtās, piedāvājot visaptverošus apsvērumus, sākot no produktu saskaņošanas, tehniskā atbalsta un paraugu testēšanas līdz iekārtu projektēšanai, pamatojoties uz klienta faktiskajām dūņu īpašībām un apstrādes procesiem.

Inkatjonu poliakrilamīdsdūņu atūdeņošanas projektiem, mēs iesakām klientiem sniegt pēc iespējas pilnīgāku darbības informāciju, piemēram:

Dūņu izcelsme

Dūņu veids

Dūņu cietvielu saturs

Pašreizējais PAM veids

Strāvas lādiņa blīvums

Pašreizējā molekulmasa

Pašreizējā deva

Lentes filtra preses vai centrifūgas tips

PAM preparāta koncentrācija

Novecošanās laiks

Pašreizējais filtra kūkas cietvielu saturs

Filtrēšanas/centrēšanas apstākļi

Balstoties uz šo pamatu, dažādas produktu iespējas var tālāk salīdzināt, izmantojot paraugus un vārglāzes testus.

Klientiem, kuriem nepieciešama turpmāka ūdens attīrīšanas sistēmu jaunināšana, ECOLINK TECHNOLOGY var nodrošināt arī vienas pieturas risinājumus, kas ietver gan ūdens attīrīšanas ķimikālijas, gan iekārtas, piemēram, notekūdeņu attīrīšanas sistēmas, STP/ETP, RO, UF un EDI tīra ūdens sistēmas.

Šis kombinētais pakalpojums "ķimikālijas + aprīkojums" palīdz klientiem paplašināt savu darbības jomu no vienkāršas ķīmiskās vielas iepirkuma līdz visa ūdens attīrīšanas procesa optimizācijai.

XIII. Kopsavilkums: efektīvas dūņu atūdeņošanas pamatā ir "saskaņošana", nevis vienkārši vairāku ķīmisko vielu pievienošana

Efektīvu dūņu atūdeņošanu parasti nenosaka neviens atsevišķi parametrs.

Faktori, kas patiesi ietekmē gala veiktspēju, ir šādi:

Dūņu īpašības → Uzlādes blīvums → Molekulmasa → PAM forma → Sagatavošanas koncentrācija → Novecošanas laiks → Dozēšana → Sajaukšanas apstākļi → Atūdeņošanas aprīkojums

Sadzīves dūņām vidēji{0}}uzlādes produkti ar 25%–35% var būt piemēroti dažām primārajām dūņām; aktīvo dūņu atkritumiem ar spēcīgākiem negatīviem lādiņiem var būt nepieciešama augstāka katjonitāte virs 40%.

Vienlaikus pulverveida izstrādājumiem parasti ir nepieciešams 30–60 minūšu sagatavošanas laiks, savukārt emulsijas{2}tipa produkti var sasniegt ātru hidratāciju 5–15 minūšu laikā; pulvera preparāta koncentrācija parasti ir 0,25–0,5%, savukārt aktīvās sastāvdaļas koncentrācija emulsijām ir 0,1–0,5%.

Centrbēdzes atūdeņošanas sistēmām polimēru patēriņš parasti ir par 10% līdz 20% lielāks nekā lentes filtru presēm; optimizējot produktus un sagatavošanas apstākļus, daži darbības projekti var sasniegt 10% līdz 15% polimēru ietaupījumu.

Tāpēc tā vietā, lai ilgtermiņā paļautos uz fiksētiem modeļiem un fiksētām devām, daudz efektīvāk ir atrast labāk-polimēru programmu, veicot faktisko dūņu testēšanu.

ECOLINK TECHNOLOGY var nodrošināt notekūdeņu attīrīšanas iekārtas un rūpnieciskos klientus ar visaptverošākām risinājumu koncepcijām, kas koncentrējas uz ūdens attīrīšanas ķimikālijām, tehnisko atbalstu, paraugu testēšanu un ūdens attīrīšanas iekārtām.