Полиалюминийхлорид широко используется для коагуляции взвешенных твердых частиц и коллоидных частиц. Однако многие установки по очистке фильтрата полигонов обнаруживают, что увеличение дозы ПАК не всегда приводит к пропорциональному улучшению удаления цвета.
Причина в том, что темный фильтрат полигона — это не просто вода, содержащая взвешенную грязь. Его цвет может исходить от сложных растворенных и коллоидных органических веществ, включая гуминовые и фульвокислотные соединения, образовавшиеся в результате длительного разложения отходов. Некоторые из этих веществ остаются стабильными даже после обычной коагуляции.
Тестируемая комбинация очистки
Обесцвечивающий агент для воды → ПАК → Регулировка pH примерно до 7 → Анионный ПАМ
Этот процесс привел к видимому обесцвечиванию и улучшению образования хлопьев, назначив каждой стадии очистки определенную функцию.
Почему фильтрат полигона трудно обесцветить
Состав фильтрата полигона меняется по мере старения полигона. Молодой фильтрат может содержать относительно биоразлагаемые органические вещества, в то время как зрелый фильтрат часто содержит более высокую долю стойких соединений, аммонийного азота, солей и темных гуминовых веществ.
Проблема очистки может включать:
- Сильный коричневый, черный или желтый цвет
- Высокий ХПК с ограниченной биоразлагаемостью
- Мелкие коллоидные частицы
- Высокая щелочность
- Переменное количество взвешенных твердых частиц
- Высокое содержание аммонийного азота
- Непоследовательная реакция на обычные коагулянты
- Плохое осаждение или всплывание осадка
- Быстрые изменения после сильного дождя
Поскольку эти загрязнители имеют разные химические и физические свойства, один коагулянт может не справиться с их эффективным удалением.
Что происходит при использовании только ПАК?
ПАК гидролизуется в воде и образует положительно заряженные частицы и осадки гидроксида алюминия. Эти частицы нейтрализуют отрицательно заряженные частицы и захватывают их посредством коагуляции и флокуляции. Этот механизм хорошо работает для многих взвешенных и коллоидных загрязнителей.
Однако только ПАК может испытывать трудности, когда:
- Большая часть цвета растворена, а не взвешена
- Окрашенные органические вещества обладают сильной химической стабильностью
- Сточные воды имеют высокую концентрацию гуминовых веществ
- Дозировка ПАК снижает pH ниже оптимального диапазона
- Образовавшиеся микрохлопья слишком малы для осаждения
- Избыток ПАК производит дополнительный осадок без достаточного улучшения цвета
Простое увеличение дозы ПАК может увеличить затраты на очистку и объем осадка, обеспечивая лишь ограниченное дополнительное осветление. Многоступенчатый химический подход может обеспечить более контролируемую очистку.
Четыре функции, необходимые для эффективного осветления
| Требуемая функция |
Химическое вещество для очистки |
Назначение |
| Обесцвечивание и дестабилизация |
Обесцвечивающий агент для воды |
Нацелен на трудноудаляемые окрашенные органические соединения |
| Коагуляция |
ПАК |
Нейтрализует частицы и образует микрохлопья |
| Контроль реакции |
Щелочь |
Регулирует pH примерно до 7 |
| Увеличение хлопьев |
Анионный ПАМ |
Образует более крупные хлопья для разделения |
Ценность процесса заключается не только в химических продуктах, но и в их правильном порядке использования.
Этап 1: Нацеливание на окрашенные органические вещества
Первым шагом был использован обесцвечивающий агент для воды. Этот катионный обесцвечивающий полимер взаимодействует с отрицательно заряженными красящими веществами. Он способствует нейтрализации заряда, агрегации молекул и дестабилизации окрашенных органических веществ.
Этот этап устраняет ограничение обычной обработки ПАК: ПАК может эффективно коагулировать взвешенные частицы, но может недостаточно захватывать определенные растворенные или высокостабильные окрашенные соединения. Обрабатывая эти вещества в первую очередь, процесс подготавливает их к последующей коагуляции ПАК.
Этап 2: Построение структуры коагуляции с помощью ПАК
После дестабилизации системы окрашенных органических веществ ПАК помог захватить дестабилизированные соединения вместе с взвешенными и коллоидными частицами. Его основные функции на этом этапе заключались в следующем:
- Дальнейшая нейтрализация заряда
- Образование осадков гидроксида алюминия
- Захват мелких частиц
- Образование начальных микрохлопьев
- Улучшение общей агрегации загрязнителей
Обесцвечиватель и ПАК не выполняют идентичных ролей. Их функции дополняют друг друга.
Этап 3: Восстановление подходящего pH
Третьим шагом было добавление щелочи до достижения pH примерно 7. Химическая эффективность сильно зависит от pH. Если ПАК слишком сильно снижает pH, это может повлиять на условия гидролиза, заряд частиц и эффективность флокуляции ПАМ.
Регулировка pH после добавления ПАК помогает учесть фактическое изменение, вызванное коагулянтом. Правильный pH должен определяться экспериментально, поскольку фильтрат полигона может иметь высокую или переменную щелочность. Целевой показатель около 7 подошел для этого образца, но его не следует рассматривать как универсальное значение для каждого предприятия.
Этап 4: Преобразование микрохлопьев в разделяемые хлопья
На четвертом этапе использовался анионный ПАМ. После обесцвечивания и коагуляции в воде оставалось много мелких агрегатов. Анионный ПАМ обеспечивал полимерное сшивание, соединяя эти агрегаты в более крупные хлопья.
Эффективная флокуляция ПАМ может обеспечить:
- Более быстрое разделение твердой и жидкой фаз
- Более крупные видимые хлопья
- Улучшенная прозрачность супернатанта
- Лучший захват осадка
- Снижение нагрузки на фильтрацию ниже по течению
- Улучшенная производительность осаждения или флотации
ПАМ следует добавлять только после дестабилизации загрязнителей и подтверждения pH.
Почему порядок не может быть случайным
Рекомендуемая последовательность
Обесцвечиватель → ПАК → Регулировка pH → Анионный ПАМ
Каждый этап подготавливает сточные воды к следующему этапу. Если сначала добавить ПАК, он может быть израсходован легкодоступными взвешенными твердыми веществами до того, как трудноудаляемые окрашенные органические вещества будут адекватно дестабилизированы.
Если ПАМ добавить слишком рано, он может взаимодействовать с необработанными частицами и растворенными химическими веществами, увеличивая потребление полимера и образуя слабые или неправильные хлопья. Если pH регулируется перед ПАК, но не проверяется после, коагулянт может снова снизить pH и вывести процесс за пределы предпочтительного диапазона.
Правильный порядок дозирования улучшает химическую эффективность и облегчает воспроизведение испытаний в колбе.
Рекомендуемая стратегия перемешивания
Быстрое перемешивание
Быстрое перемешивание используется после добавления обесцвечивающего агента для воды и ПАК. Его цель — быстро распределить каждое химическое вещество и обеспечить контакт с загрязнителями. Типичное лабораторное эталонное условие может использовать примерно 1000 об/мин в течение 30-60 секунд, в зависимости от испытателя колб и объема образца.
Регулировка pH
Измерьте pH после коагуляции ПАК и постепенно добавляйте щелочь. Избегайте добавления большого количества за один раз, так как локальные зоны с высоким pH могут повлиять на развивающиеся хлопья.
Медленное перемешивание
После добавления анионного ПАМ уменьшите скорость перемешивания. Медленное перемешивание со скоростью примерно 200 об/мин в течение двух-трех минут может использоваться в качестве начальной ссылки, в зависимости от оборудования. Цель — обеспечить полимерное сшивание без разрушения вновь образованных хлопьев.
Как оптимизировать химические дозировки
Дозировки, использованные в одном тесте фильтрата полигона, следует рассматривать как условия испытаний, а не как универсальные рекомендации. Надлежащая программа оптимизации должна сравнивать:
- Несколько дозировок обесцвечивателя
- Несколько дозировок ПАК при выбранном уровне обесцвечивателя
- Различные конечные значения pH
- Различные марки анионного ПАМ
- Различные уровни дозировки ПАМ
- Поведение при осаждении против флотации
- Объем и обезвоживаемость осадка
Лучшая очистка — это не обязательно тест с наименьшим видимым цветом. Необходимо также учитывать общую химическую дозировку, образование осадка, скорость разделения и требования к последующей очистке.
Что следует измерять после испытания в колбе?
Визуальное сравнение полезно для скрининга, но для подтверждения эффективности требуются лабораторные измерения.
- Цвет
- Мутность
- ХПК
- Общее количество взвешенных твердых частиц
- Аммонийный азот
- pH
- Проводимость
- Объем осадка
- Скорость осаждения
- Остаточный алюминий, где применимо
- Поведение при фильтрации или обезвоживании
Тестирование этих параметров предотвращает ошибочное принятие визуально чистого образца за полностью очищенную воду.
Где этот процесс вписывается в очистную установку
Процесс обесцвечиватель-ПАК-ПАМ — это в первую очередь стадия физико-химического осветления. Он может быть размещен в разных точках в зависимости от конструкции установки.
Перед биологической очисткой
Предварительная очистка может снизить количество взвешенных твердых частиц, цвет и часть органической нагрузки, поступающей в биологическую систему. Это может помочь защитить последующую очистку от внезапных колебаний притока.
После биологической очистки
Процесс может использоваться в качестве полировочной стадии, когда биологическая очистка оставляет остаточный цвет, взвешенные вещества или небиоразлагаемые органические загрязнители.
Перед мембранной очисткой
Осветление может снизить нагрузку взвешенных твердых частиц и коллоидов перед ультрафильтрацией, нанофильтрацией или обратным осмосом. Однако необходимо оценить совместимость мембран и остаточные уровни химических веществ.
Перед продвинутым окислением
Предварительное удаление коагулированных загрязнителей может снизить количество окислителя, потребляемого нецелевыми твердыми веществами и окрашенными соединениями.
Осаждение или флотация с растворенным воздухом?
Метод окончательного разделения должен соответствовать фактическому поведению осадка. Осаждение подходит, когда образующиеся хлопья плотные и эффективно осаждаются. Флотация с растворенным воздухом может быть предпочтительнее, когда:
- Осадок естественно всплывает
- Хлопья имеют низкую плотность
- Присутствует масло или газ
- Осаждение происходит медленно
- Требуется компактная система разделения
Если испытание в колбе дает всплывающий осадок, полномасштабная конструкция должна предусматривать DAF вместо принудительного осаждения в обычный процесс осаждения.
Что может и чего не может достичь эта комбинация
Процесс в основном предназначен для улучшения:
- Снижение цвета
- Коагуляция
- Образование хлопьев
- Удаление взвешенных твердых частиц
- Разделение твердой и жидкой фаз
Он также может удалить часть ХПК, связанного с взвешенными, коллоидными и коагулируемыми органическими веществами. Однако его не следует представлять как полное решение для:
- Аммонийный азот
- Высокие концентрации растворенных солей
- Весь стойкий растворенный ХПК
- Все тяжелые металлы
- Биологическая токсичность
- Соответствие окончательным нормам сброса
Фильтрат полигона обычно требует технологической цепочки, а не одного химического этапа.
Распространенные ошибки при очистке
Увеличение ПАК без дозировочного теста
Больше ПАК не всегда означает лучшее удаление цвета. Избыток ПАК может увеличить объем осадка, снизить pH и повысить затраты на очистку.
Игнорирование pH после добавления ПАК
Начальный pH может показаться подходящим, но ПАК может значительно его изменить. Всегда измеряйте pH перед добавлением ПАМ.
Добавление ПАМ при высокой скорости перемешивания
Высокое сдвиговое усилие может разрушить полимерные цепи или повредить развивающиеся хлопья. ПАМ требует контролируемого, мягкого перемешивания.
Выбор ПАМ только по названию продукта
Различные марки анионного ПАМ различаются по молекулярной массе и плотности заряда. Выбор марки должен основываться на характеристиках воды и осадка.
Оценка результата только по внешнему виду
Более чистый образец может по-прежнему содержать высокий ХПК, аммонийный азот или растворенные соли. Лабораторный анализ остается важным.
Часто задаваемые вопросы
Является ли обесцвечиватель тем же, что и ПАК?
Нет. Обесцвечивающий агент для воды — это катионный полимер, разработанный для дестабилизации окрашенных органических соединений. ПАК — это неорганический коагулянт, используемый в основном для нейтрализации заряда, осаждения и коагуляции.
Может ли обесцвечиватель заменить ПАК?
Не обязательно. В этом процессе обесцвечиватель и ПАК выполняют комплементарные функции. Лучшая химическая комбинация должна определяться испытаниями в колбе.
Почему использовать анионный ПАМ после катионных химикатов?
После того как катионный обесцвечиватель и ПАК дестабилизируют загрязнители, результирующие поверхности частиц и структура микрохлопьев могут эффективно реагировать на анионное полимерное сшивание. Совместимость все равно должна быть подтверждена с фактическими сточными водами.
Сколько анионного ПАМ следует использовать?
Дозировка зависит от выбранной марки ПАМ, твердых веществ в сточных водах, реакции хлопьев и метода разделения. Дозировку следует увеличивать постепенно во время испытаний в колбе, а не оценивать без тестирования.
Может ли этот процесс снизить ХПК?
Он может удалить часть ХПК, связанного с взвешенными, коллоидными и коагулируемыми органическими веществами. Фактическое удаление ХПК должно быть измерено. Растворенный стойкий ХПК может потребовать биологической очистки, адсорбции, мембран или продвинутого окисления.
Всегда ли нейтральный pH является лучшим?
Нет. В этом тесте использовался pH около 7. Оптимальный диапазон может отличаться в зависимости от состава фильтрата, дозировки ПАК и цели очистки.
Разработайте индивидуальную программу очистки фильтрата полигона
Bluwat Chemicals поставляет обесцвечивающий агент для воды, полиалюминийхлорид и анионный полиакриламид для осветления фильтрата полигонов и промышленных сточных вод. Выбор химикатов должен начинаться с фактических сточных вод, а не с фиксированной формулы дозировки.
Для первоначальной технической оценки, пожалуйста, предоставьте:
- Тип полигона и источник фильтрата
- Ежедневный объем очистки
- Цвет и внешний вид сырой воды
- pH, ХПК, аммонийный азот и ВВТ
- Существующий процесс очистки
- Текущие химикаты и дозировки
- Поведение осадка при осаждении или флотации
- Требуемый стандарт очищенной воды
На основе этой информации и репрезентативных испытаний в колбе дозировка обесцвечивателя, дозировка ПАК, диапазон pH, марка ПАМ и метод разделения могут быть оптимизированы для конкретной системы очистки.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski
