Kationski poliakrilamid lahko izboljša učinkovitost odstranjevanja vode iz blata

Sistematično optimiziranje učinkovitosti odvodnjavanja blata PAM, od značilnosti blata in gostote polnjenja do odmerjanja in priprave

Pri čiščenju komunalne odpadne vode, čiščenju industrijske odpadne vode in čiščenju mešane odpadne vode je učinkovitost odvodnjavanja blata odvisna ne samo od same opreme za odvodnjavanje, temveč tudi od izbireKationski poliakrilamid (CPAM), lastnosti blata, gostota naboja, molekulska masa, metoda priprave in pogoji doziranja.

Med dejanskim delovanjem, tudi če uporabljate isto blagovno znamko ali isto vrsto polimera, lahko različni sistemi blata še vedno kažejo pomembne razlike v vsebnosti trdnih delcev filtrske pogače, čistosti filtrata/centrata in porabi polimera. Priloženi podatki kažejo, da se lahko v določenih delovnih pogojih suhost filtrske pogače razlikuje za 16 % in 22 %, medtem ko optimizacija ujemanja izdelkov s preskusi v čaši omogoča zmanjšanje uporabe polimera za 10 % do 15 %.

Zato odvodnjavanje blata ni le stvar "povečevanja odmerka PAM", ampak bolj proces sistematične optimizacije, osredotočen na nevtralizacijo naboja, tvorbo kosmičev, mehansko odvodnjavanje in ujemanje delovnih pogojev.

I. Zakaj lahko kationski poliakrilamid izboljša odvodnjavanje blata?

Delci blata običajno nosijo določen neto negativni površinski naboj, zaradi česar drobni delci zlahka ohranijo razpršeno stanje, zaradi česar se težko naravno usedejo ali učinkovito odstranijo vodo z mehansko opremo.

Med postopkom kondicioniranja blata lahko kationske skupine v kationskem PAM-u medsebojno delujejo z negativnimi naboji na površini delcev blata in tako zmanjšajo elektrostatično odbojnost med delci.

Ta postopek lahko preprosto razumemo kot:

Nevtralizacija naboja → Združevanje delcev → Polimerno premoščanje → Tvorba kosmičev → Sproščanje vode → Mehansko odstranjevanje vode

Kationski polimeri ne le zmanjšajo elektrostatično stabilnost med delci blata, temveč lahko njihove polimerne verige hkrati povezujejo več delcev, kar povzroči, da prvotno drobni in razpršeni delci blata tvorijo večje kosmiče.

Večje kosmiče običajno kažejo bolj izrazite meje za ločevanje trdne-tekočine, kar omogoča, da se prosta voda lažje sprosti iz strukture blata, s čimer se izboljša učinkovitost filtracije ali odvodnjavanja s centrifugiranjem.

Za odvodnjavanje kationskega poliakrilamidnega blata resnično ni pomembno le iskanje višje stopnje kationskega naboja, temveč iskanje izdelka, ki ustreza površinskemu naboju blata in organski sestavi.

II. Gostota naboja je ključni parameter pri izbiri kationskega PAM

Različno blato zahteva različne stopnje kationnosti

Gostoto naboja kationskega poliakrilamida lahko razumemo kot delež kationskih monomernih enot v polimerni verigi.

Glede na priložene podatke lahko kationski PAM na splošno glede na kationskost razdelimo na:

Nizka napolnjenost: 10–20%

Srednja obremenitev: 20–40%

Visoka napolnjenost:40–60 % ali več

Vendar teh razponov ni mogoče neposredno uporabiti kot edino osnovo za izbiro končnega izdelka. Med dejansko uporabo je treba validacijo izvesti v kombinaciji z izvorom blata, trdno sestavo, vsebnostjo EPS, vrsto opreme in pogoji delovanja.

Na primer, pri čiščenju komunalne odpadne vode lahko lastnosti različnih muljev kažejo izrazite razlike.

Primarno blato običajno vsebuje več trdnih snovi, ki se lahko usedejo, ima sorazmerno drugačno organsko sestavo in se lahko dobro odziva na polimere s srednjim-nabojem s 25–35-odstotno kationskostjo.

Nasprotno pa odpadno aktivno blato vsebuje več mikrobnih celic in zunajceličnih polimernih snovi (EPS), negativni naboj na površini delcev pa je lahko bolj izrazit, zato je običajno potrebna kationičnost, višja od 40 %.

Za anaerobno presnovljeno blato so lahko zaradi večjega deleža drobnih delcev in koloidnih snovi prav tako potrebni izdelki z večjo gostoto naboja, čeprav je treba končno izbiro še vedno določiti s preskusi v čaši.

III. Izbira PAM za različne vrste blata ne more biti pristop "ena-velikost-ki ustreza-vsem"

Različni izvori blata imajo različne kemične sestave in strukture delcev.

Pri industrijskem blatu je izbor še bolj zapleten.

Na primer, beljakovine, maščobe in organske snovi v odpadni vodi predelave hrane lahko spremenijo interakcijo med polimerom in delci blata; medtem ko ima lahko mineralno{0}}blato, ki nastane v kovinskopredelovalni industriji, popolnoma drugačno sestavo delcev.

Zato v procesu izbire PAM za odvodnjavanje industrijskega blata zgolj sklicevanje na izdelke, ki jih trenutno uporabljajo drugi obrati, ne daje nujno enakih rezultatov.

Zlasti v mešani komunalni-industrijski odpadni vodi lahko lastnosti blata nihajo glede na letne čase, proizvodne obremenitve in delež industrijske odpadne vode.

Priložena študija primera kaže, da lahko pod določenimi delovnimi pogoji polimer s 30-odstotno gostoto naboja dobro deluje, ko pa se poletni izpust odpadne vode predelave hrane poveča in se spremeni organska obremenitev, lahko učinkovitost odvodnjavanja prvotnega polimera upade.

Prav zato je treba ujemanje gostote naboja kationskega PAM preveriti z uporabo dejanskih vzorcev blata.

IV. Zakaj so priporočljivi testi z čašo?

Premik od "priporočila dobavitelja" k "dejanski validaciji blata"

Ni enotnega fiksnega modela PAM, ki bi veljal za vse naprave v sistemu za obdelavo blata.

Tudi če dve čistilni napravi čistita isto vrsto blata, lahko razlike v kakovosti dotočne vode, koncentraciji blata, starosti blata, vsebnosti anorganskih snovi, EPS in opremi za odstranjevanje vode povzročijo različne optimalne polimerne programe.

Zato je mogoče pred dokončanjem izdelka za testiranje v čaši izbrati več izdelkov z različnimi gostotami naboja in molekulskimi masami.

Ključne ugotovitve, na katere se je treba osredotočiti:

Hitrost tvorbe kosmičev

Velikost kosmičev

Floc moč

Bistrost supernatanta

Kakovost filtra ali centrita

Vsebnost trdnih delcev filtrirne pogače

Poraba PAM na tono suhega blata

Idealen izdelek ni "večji kot so kosmi, tem bolje", ampak tisti, ki lahko tvori kosmiče v razumnem odmerku, ki so strukturno stabilni, imajo dobre drenažne lastnosti in lahko prenesejo kasnejše mehanske strige.

Priloženi podatki kažejo, da lahko nekatere naprave z optimizacijo gostote naboja in dejanskih pogojev delovanja s preskusi v čašah dosežejo 10- do 15-odstotno zmanjšanje porabe polimera.

V. Kako izbrati med praškastim in emulzijskim kationskim PAM?

Na dnevno delovanje sistema za odvodnjavanje blata poleg gostote naboja vpliva tudi oblika izdelka.

1. Kationski poliakrilamid v prahu

Izdelke v prahu odlikuje kompaktno shranjevanje in udoben transport. V suhih in hladnih pogojih skladiščenja lahko rok uporabnosti doseže do dve leti.

Vendar prašek PAM zahteva naslednje zaporedje pred uporabo:

Vlaženje → Disperzija → Raztapljanje → Staranje → Doziranje

Če so procesi omočenja in disperzije slabo nadzorovani, lahko nastanejo neraztopljeni polimerni delci, kar povzroči zmanjšanje učinkovite uporabe kemikalij in potencialno povečanje operativnih težav v dozirnem sistemu.

Iz priloženih podatkov je razvidno, da se lahko v nekaterih obratih zaradi nepopolnega raztapljanja prahu v dozirnih ceveh pojavijo neraztopljeni delci, ki povzročijo padec dejanske efektivne koncentracije polimera za 20 % ali celo več.

Zato nižja nabavna cena za izdelke v prahu ne pomeni nujno, da so skupni stroški delovanja sistema nižji; upoštevati je treba tudi sisteme priprave, delo in učinkovitost raztapljanja.

2. Emulzija kationskega poliakrilamida

Emulzija PAM uporablja postopek polimerizacije voda-v-olju, kjer je polimer razpršen v ogljikovodikovem nosilcu v obliki mikronskih-kapljic.

V primerjavi s praškastimi izdelki je očitna prednost emulzijskih izdelkov hitrejša priprava.

V normalnih pogojih:

Emulzija PAM:Hidracija in pripravljenost za uporabo traja le približno 5–15 minut.

PAM v prahu:Običajno zahteva 30–60 minut.

Zato so lahko v sistemih z omejeno zmogljivostjo rezervoarja za staranje, velikimi nihanji v obremenitvi blata ali potrebo po hitrem prilagajanju koncentracij kemikalij emulzijski izdelki primernejši.

Vendar je pri emulzijskih izdelkih na splošno treba posvetiti pozornost nizko-temperaturni zaščiti proti zmrzovanju, njihov čas stabilnosti med skladiščenjem pa je razmeroma kratek, običajno 6–12 mesecev.

Zato je treba pri izbiri med praškastim ali emulzijskim kationskim poliakrilamidom hkrati upoštevati nabavne stroške, pogoje prevoza, konfiguracijo opreme, stroške dela in-zmožnosti priprave na kraju samem, namesto da preprosto primerjamo ceno na kilogram izdelka.

VI. Kakšen vpliv ima molekulska masa PAM na flokulacijo blata?

Molekulska masa kationskega PAM, ki se uporablja za odvodnjavanje blata, se običajno giblje od 6 do 12 milijonov.

Molekulska masa je povezana z dolžino polimerne verige, dolžina verige pa vpliva na sposobnost polimera, da premosti več delcev blata.

Na splošno lahko daljše polimerne verige tvorijo večje kosmiče, vendar to ne pomeni, da je večja molekulska masa vedno boljša.

Če so kosmi preveč ohlapni, lahko razpadejo, ko vstopijo v-opremo z visokim strigom, kot so centrifuge; če je intenzivnost mešanja previsoka, lahko povzroči tudi mehansko razgradnjo polimernih verig.

Zato je treba pri izbiri polimerov za odvodnjavanje blata upoštevati:

Gostota naboja + molekulska masa + lastnosti blata + pogoji mešanja + oprema za odstranjevanje vode

namesto da bi gledali en sam tehnični parameter ločeno.

VII. Zakaj odmerka PAM ni mogoče določiti?

Različna oprema za odstranjevanje vode zahteva različne optimalne odmerke

Optimalni odmerek kationskega poliakrilamida je tesno povezan s koncentracijo trdnih delcev v blatu, površino delcev, intenzivnostjo mešanja in opremo za mehansko odstranjevanje vode.

Stiskalnice s tračnimi filtri in centrifugalni stroji za odstranjevanje vode delujejo z različnimi mehanizmi.

Strižno delovanje tračne filtrirne stiskalnice je običajno manjše kot pri centrifugi, kar omogoča, da so oblikovani kosmi relativno večji in ohlapnejši.

Nasprotno pa centrifuge ustvarjajo močnejši mehanski strig in centrifugalno silo med-hitrostnim delovanjem, kar postavlja višje zahteve glede trdnosti kosmičev.

Priloženi podatki kažejo, da je za sisteme, ki obdelujejo isto blato, odmerek polimera za centrifugo običajno 10 % do 20 % višji kot pri tračni filtrirni stiskalnici, ki se uporablja predvsem za izboljšanje strukture kosmičev, da lahko prenese postopek centrifugiranja.

Zato ni mogoče preprosto domnevati, da bi "moralo popolnoma isto blato uporabiti popolnoma enak odmerek PAM."

VIII. Pravilna koncentracija pripravka PAM je enako pomembna

Tudi če je kemikalija pravilno izbrana, če je postopek priprave nerazumen, lahko še vedno negativno vpliva na končni učinek odvodnjavanja blata.

Tipični razponi priprave, navedeni v priloženih podatkih, so:

PAM v prahu:0,25 % do 0,5 %

Aktivna sestavina emulzije:0,1 % do 0,5 %

Med pripravo zagotovite, da je polimer popolnoma namočen, razpršen in hidriran, in pustite dovolj časa za staranje, da se polimerne verige popolnoma razvijejo.

Za pripravo sredstev za odvodnjavanje blata PAM se je treba posebej izogibati črpanju z visokim-strižnim delom.

Centrifugalne črpalke, visoko{0}}črpalke ali nerazumne zasnove cevovodov lahko povzročijo zlom polimerne verige in s tem zmanjšajo dejansko efektivno molekulsko maso.

Zato je bolj racionalen pristop:

Popolno raztapljanje → Pravilno staranje → Prenos z nizkim-strigom → Enakomerno doziranje

namesto da bi preprosto povečali intenzivnost mehanskega mešanja.

IX. Kako ugotoviti, ali je odmerjanje PAM ustrezno?

Po temeljitem stiku s polimerom in blatom je treba tvorbo kosmičev na splošno opaziti relativno hitro.

Priloženi podatki kažejo, da če se kosmiči pojavijo šele po 10–15 sekundah, lahko to pomeni premajhen odmerek ali da PAM ni popolnoma raztopljen.

Vendar se je treba izogibati tudi prevelikemu-odmerjanju.

Pod-odmerjanje lahko povzroči:

Drobni delci ne flokulirajo v zadostni meri

Moten filtrat ali centrat

Večja vsebnost vlage v filtrski pogači

Zmanjšana učinkovitost ločevanja trdne-tekoče

Preveliko{0}}odmerjanje lahko povzroči:

Preveč obsežni kosmiči

Kosmiči zadržijo več vode v notranjosti

Paradoksalno zmanjšana zmogljivost odvodnjavanja blata

Povečana poraba PAM

Zato je treba optimalni odmerek kationskega PAM določiti s kombinacijo preskusov v čaši in-preskušanja opreme na mestu.

X. Zakaj je filtrirna pogača po dodajanju PAM še vedno mokra?

To je zelo pogosta težava na lokacijah za odvodnjavanje blata.

Če odvodnjena filtrirna pogača še vedno vsebuje prekomerno vlago, tega ni mogoče neposredno oceniti kot "slabo delovanje PAM".

Pregled je potreben vsaj iz naslednjih smeri:

1. Nezadostno odmerjanje

Če je PAM neustrezen, drobni delci ne morejo tvoriti stabilnih kosmičev; vstopili bodo v praznine filtrske pogače in zadržali več vlage.

Na tej točki lahko odmerek postopoma povečate, pri tem pa opazujte vsebnost trdnih delcev filtrske pogače in kakovost filtrata.

2. Prevelik odmerek

Prekomerni PAM lahko tvori prevelike, pretirano obsežne kosmiče.

Čeprav so kosmiči videti veliki, lahko v notranjosti vsebujejo veliko količino vode, ki se pod mehanskim pritiskom ne sprosti zlahka.

3. Nepopolno raztapljanje PAM

Če del polimera ni popolnoma raztopljen, je lahko dejanski učinkoviti odmerek kemikalije, ki sodeluje pri flokulaciji, nižji od teoretičnega odmerka.

V tem času je treba pregledati sistem priprave, postopek vlaženja in čas staranja.

4. Odpravite-težave s kakovostjo vode

Trda voda z visoko vsebnostjo kalcija ali magnezija lahko vpliva na proces hidracije polimera.

Zato morajo pregledi, ko pride do neobičajnih rezultatov odstranjevanja vode, hkrati zajemati kemikalije, blato,-dopolnilno vodo in opremo, ne pa samo prilagajati odmerka PAM.

XI. Kako dolgo lahko hranite pripravljene kationske raztopine PAM?

Za pripravljene rešitve PAM je tudi čas skladiščenja pomemben dejavnik, ki vpliva na stabilnost delovanja.

Priloženi podatki poudarjajo, da lahko kationske raztopine PAM v koncentraciji 0,25 %–0,5 % začnejo kazati poslabšanje delovanja v 24 urah.

Po 48 urah izguba viskoznosti običajno preseže 10 %.

Zato bolj racionalen način delovanja ni priprava velikih količin vnaprej, temveč načrtovanje sistemov priprave in staranja glede na dejansko porabo v eni izmeni.

Za stabilno delujoč sistem za odvodnjavanje blata se lahko zmogljivost določi na podlagi:

Urna zahteva PAM × čas delovanja na izmeno

določiti primerno kapaciteto rezervoarja za pripravo in staranje.

Če mora obrat dlje časa shranjevati pripravljene polimerne raztopine, je treba njegovo aktivnost preveriti z dejanskimi preskusi v čašah in ne smemo preprosto domnevati, da daljši časi shranjevanja ne bodo vplivali na delovanje.

XII. Kako TEHNOLOGIJA ECOLINK pomaga optimizirati rešitve za odvodnjavanje blata

Za čistilne naprave in industrijske stranke resnično dragocena dobava PAM presega zgolj zagotavljanje modela izdelka.

Podjetje ECOLINK TECHNOLOGY je specializirano za kemikalije za čiščenje vode in opremo za čiščenje vode ter ponuja celovite premisleke, ki segajo od ujemanja izdelkov, tehnične podpore in testiranja vzorcev do zasnove opreme na podlagi strankinih dejanskih značilnosti blata in postopkov obdelave.

noterkationski poliakrilamidpri projektih odvodnjavanja blata priporočamo, da stranke zagotovijo čim bolj popolne informacije o delovanju, kot so:

Izvor blata

Vrsta blata

Vsebnost trdnih snovi v blatu

Trenutna vrsta PAM

Trenutna gostota naboja

Trenutna molekulska masa

Trenutni odmerek

Stiskalnica s tračnim filtrom ali tip centrifuge

Koncentracija pripravka PAM

Čas staranja

Trenutna vsebnost trdnih delcev filtrske pogače

Pogoji filtrata/centrata

Na tej podlagi je mogoče različne možnosti izdelkov dodatno primerjati z vzorci in preskusi v čašah.

Strankam, ki potrebujejo nadaljnje nadgradnje svojih sistemov za čiščenje vode, lahko ECOLINK TECHNOLOGY zagotovi tudi-rešitve na enem mestu, ki vključujejo kemikalije in opremo za čiščenje vode, kot so sistemi za čiščenje odpadne vode, sistemi za čisto vodo STP/ETP, RO, UF in EDI.

Ta kombinirana storitev "kemikalije + oprema" strankam pomaga razširiti obseg od zgolj nabave kemikalij do optimizacije celotnega postopka čiščenja vode.

XIII. Povzetek: Bistvo učinkovitega odvodnjavanja blata je "usklajevanje", ne preprosto dodajanje več kemikalij

Učinkovito odvodnjavanje blata običajno ni določeno z nobenim ločenim parametrom.

Dejavniki, ki resnično vplivajo na končno zmogljivost, vključujejo:

Lastnosti blata → Gostota naboja → Molekulska masa → Oblika PAM → Koncentracija pripravka → Čas staranja → Doziranje → Pogoji mešanja → Oprema za odstranjevanje vode

Za komunalno blato so lahko primerni srednje{0}}izdelki s 25 %–35 % za nekatera primarna blata; za odpadno aktivno blato z močnejšimi negativnimi naboji bo morda potrebna višja kationičnost nad 40 %.

Hkrati izdelki v prahu običajno zahtevajo 30–60 minut časa za pripravo, medtem ko lahko izdelki emulzijske-vrste dosežejo hitro hidracijo v 5–15 minutah; koncentracija praškastega pripravka je običajno 0,25 %–0,5 %, medtem ko je koncentracija učinkovine za emulzije 0,1 %–0,5 %.

Pri centrifugalnih sistemih za odvodnjavanje je poraba polimerov običajno 10 do 20 % večja kot pri stiskalnicah s tračnimi filtri; z optimizacijo izdelkov in pogojev priprave lahko nekateri operativni projekti dosežejo 10- do 15-odstotne prihranke polimerov.

Zato je namesto dolgoročnega zanašanja-na fiksne modele in fiksne odmerke veliko bolj učinkovito iskanje bolje-ujemajočega programa polimerov z dejanskim testiranjem blata.

ECOLINK TECHNOLOGY lahko čistilnim napravam in industrijskim strankam zagotovi bolj celovite koncepte rešitev, ki se osredotočajo na kemikalije za čiščenje vode, tehnično podporo, testiranje vzorcev in opremo za čiščenje vode.