La poliacrilamida catiònica pot millorar l'eficiència de deshidratació de fangs

Optimització sistemàtica del rendiment de deshidratació de fangs del PAM, des de les característiques dels fangs i la densitat de càrrega fins a la dosificació i la preparació.

En el tractament d'aigües residuals municipals, el tractament d'aigües residuals industrials i el tractament mixt d'aigües residuals, el rendiment de la deshidratació de fangs depèn no només del propi equip de deshidratació, sinó també de la selecció dePoliacrilamida catiònica (CPAM), propietats del fang, densitat de càrrega, pes molecular, mètode de preparació i condicions de dosificació.

En funcionament real, fins i tot quan s'utilitza la mateixa marca o el mateix tipus de polímer, els diferents sistemes de fang encara poden presentar diferències significatives en el contingut de sòlids de la coca de filtre, la claredat del filtrat/centrat i el consum de polímer. Les dades adjuntes mostren que, sota determinades condicions de funcionament, la sequedat del pastís del filtre pot diferir entre un 16% i un 22%, mentre que l'optimització de la combinació de productes mitjançant proves de vas de precipitats ofereix l'oportunitat de reduir l'ús de polímers entre un 10% i un 15%.

Per tant, la deshidratació dels fangs no és simplement una qüestió d'"augmentar la dosi de PAM", sinó més aviat un procés d'optimització sistemàtica centrat en la neutralització de càrrega, la formació de flocs, la deshidratació mecànica i la concordança de les condicions operatives.

I. Per què la poliacrilamida catiònica pot millorar la deshidratació dels fangs?

Les partícules de fang solen portar una certa càrrega superficial negativa neta, la qual cosa fa que les partícules fines mantinguin fàcilment un estat dispers, cosa que dificulta la seva sedimentació natural o la deshidratació eficaç mitjançant equips mecànics.

Durant el procés de condicionament del fang, els grups catiònics del PAM catiònic poden interactuar amb les càrregues negatives a la superfície de les partícules del fang, reduint així la repulsió electrostàtica entre les partícules.

Aquest procés es pot entendre simplement com:

Neutralització de càrrega → Agregació de partícules → Pont de polímers → Formació de flocs → Alliberament d'aigua → Deshidratació mecànica

Els polímers catiònics no només redueixen l'estabilitat electrostàtica entre les partícules de fang, sinó que les seves cadenes de polímers també poden connectar múltiples partícules simultàniament, fent que les partícules de fang originalment fines i disperses formin flocs més grans.

Els flocs més grans solen mostrar interfícies de separació de líquids-sòlids més diferents, cosa que permet que l'aigua lliure s'alliberi més fàcilment de l'estructura del fang, millorant així l'eficiència de la filtració o la deshidratació de la centrifugació.

Per a la deshidratació de fangs de poliacrilamida catiònica, el que realment importa no és simplement buscar un grau més alt de càrrega catiònica, sinó trobar un producte que coincideixi amb la càrrega superficial del fang i la composició orgànica.

II. La densitat de càrrega és un paràmetre clau en la selecció de PAM catiònic

Diferents fangs requereixen diferents graus de cationicitat

La densitat de càrrega de la poliacrilamida catiònica es pot entendre com la proporció d'unitats de monòmers catiònics dins de la cadena del polímer.

D'acord amb les dades adjuntes, el PAM catiònic es pot classificar generalment per cationicitat en:

Càrrega baixa: 10–20%

Càrrega mitjana: 20–40%

Càrrega alta:40-60% o més

Tanmateix, aquests rangs no es poden utilitzar directament com a única base per a la selecció del producte final. Durant l'ús real, la validació s'ha de dur a terme en combinació amb l'origen del fang, la composició sòlida, el contingut d'EPS, el tipus d'equip i les condicions de funcionament.

Per exemple, en el tractament d'aigües residuals municipals, les propietats dels diferents llots poden mostrar diferents diferències.

Els fangs primaris solen contenir més sòlids sedimentables, tenen una composició orgànica relativament diferent i poden respondre bé als polímers de càrrega mitjana{0}} amb una cationicitat del 25 al 35%.

En canvi, el fang activat residual conté més cèl·lules microbianes i substàncies polimèriques extracel·lulars (EPS), i la càrrega negativa a la superfície de la partícula pot ser més pronunciada, per la qual cosa normalment requereix una cationicitat superior al 40%.

Per als fangs digerits anaeròbicament, a causa de la major proporció de partícules fines i substàncies col·loïdals, també es poden requerir productes amb una densitat de càrrega més alta, tot i que la selecció final encara s'ha de determinar mitjançant proves de vas.

III. La selecció de PAM per a diferents tipus de fangs no pot ser un enfocament de mida-única-per a tots-

Els diferents orígens dels fangs presenten diferents composicions químiques i estructures de partícules.

Per als fangs industrials, la selecció és encara més complexa.

Per exemple, les proteïnes, els greixos i la matèria orgànica de les aigües residuals de processament d'aliments poden alterar la interacció entre el polímer i les partícules de fang; mentre que els fangs de tipus mineral-generats per la indústria de processament de metalls poden tenir una composició de partícules completament diferent.

Per tant, en el procés de selecció de PAM per a la deshidratació de fangs industrials, només referir-se als productes utilitzats actualment per altres plantes no necessàriament dóna resultats idèntics.

Especialment a les aigües residuals industrials municipals mixtes-, les propietats dels fangs poden fluctuar segons les estacions, les càrregues de producció i la proporció d'aigües residuals industrials.

L'estudi de cas adjunt indica que, sota determinades condicions de funcionament, un polímer amb una densitat de càrrega del 30% pot funcionar bé, però quan la descàrrega d'aigües residuals de processament d'aliments a l'estiu augmenta i la càrrega orgànica canvia, el rendiment de deshidratació del polímer original pot disminuir.

Precisament per això s'ha de verificar la coincidència de la densitat de càrrega de PAM catiònic mitjançant mostres reals de fang.

IV. Per què es recomanen les proves del vas de precipitats?

Passar de la "recomanació del proveïdor" a la "validació real dels fangs"

No hi ha un model PAM fix únic aplicable a totes les plantes d'un sistema de tractament de fangs.

Fins i tot si dues plantes de tractament d'aigües residuals tracten el mateix tipus de fang, les diferències en la qualitat de l'aigua afluent, la concentració de fangs, l'edat dels fangs, el contingut inorgànic, l'EPS i els equips de deshidratació poden conduir a programes de polímers òptims diferents.

Per tant, abans de finalitzar un producte, es poden seleccionar diversos productes amb diferents densitats de càrrega i pesos moleculars per a la prova del vas de precipitats.

Observacions clau en les quals centrar-se:

Velocitat de formació de flocs

Mida del floc

Força del floc

Claredat del sobrenedant

Qualitat de filtrat o centrat

Filtreu el contingut de sòlids del pastís

Consum de PAM per tona de fang sec

El producte ideal no és "com més grans siguin els flocs, millor", sinó un que pot formar flóculs amb una dosi raonable que siguin estructuralment estables, tinguin bones propietats de drenatge i puguin suportar el cisallament mecànic posterior.

Les dades adjuntes mostren que optimitzant la densitat de càrrega i les condicions reals de funcionament mitjançant proves de vas de precipitats, algunes plantes poden aconseguir una reducció del 10% al 15% en l'ús de polímers.

V. Com triar entre el PAM catiònic en pols i en emulsió?

A més de la densitat de càrrega, la forma del producte també afecta el funcionament diari del sistema de deshidratació de fangs.

1. Poliacrilamida catiònica en pols

Els productes en pols tenen un emmagatzematge compacte i un transport còmode. En condicions d'emmagatzematge seques i fresques, la vida útil pot arribar als dos anys.

Tanmateix, el PAM en pols requereix la següent seqüència abans d'utilitzar-lo:

Mullació → Dispersió → Dissolució → Envelliment → Dosificació

Si els processos de humectació i dispersió estan mal controlats, es poden formar partícules de polímers no dissolts, la qual cosa comporta una disminució de la utilització efectiva de productes químics i pot augmentar els problemes operatius del sistema de dosificació.

Les dades adjuntes indiquen que en algunes plantes, a causa de la dissolució incompleta de la pols, poden aparèixer partícules no dissoltes a les canonades de mesura, la qual cosa fa que la concentració real de polímer efectiva disminueixi un 20% o fins i tot més.

Per tant, un preu de compra més baix dels productes en pols no significa necessàriament que el cost operatiu global del sistema sigui més baix; També cal tenir en compte els sistemes de preparació, la mà d'obra i l'eficiència de la dissolució.

2. Emulsió Poliacrilamida catiònica

L'emulsió PAM utilitza un procés de polimerització d'aigua-en-oli, on el polímer es dispersa en un transportador d'hidrocarburs en forma de gotes de mida -de micres.

En comparació amb els productes en pols, un avantatge evident dels productes en emulsió és la seva velocitat de preparació més ràpida.

En condicions normals:

Emulsió PAM:La hidratació i la preparació per al seu ús només triguen entre 5 i 15 minuts.

PAM en pols:Normalment requereix 30-60 minuts.

Per tant, en sistemes amb capacitat limitada del dipòsit d'envelliment, grans fluctuacions en la càrrega de fangs o la necessitat d'ajustar ràpidament les concentracions químiques, els productes d'emulsió poden ser més convenients.

Tanmateix, els productes en emulsió generalment requereixen atenció a la protecció anticongelant a baixa-temperatura, i el seu temps d'estabilitat a l'emmagatzematge és relativament curt, normalment entre 6 i 12 mesos.

En conseqüència, escollir entre la poliacrilamida catiònica en pols o en emulsió hauria de tenir en compte els costos d'adquisició, les condicions de transport, la configuració de l'equip, els costos de mà d'obra i les capacitats de preparació al lloc-simultàniament, en lloc de simplement comparar el preu per quilogram de producte.

VI. Quin impacte té el pes molecular PAM en la floculació de fangs?

El pes molecular del PAM catiònic utilitzat per a la deshidratació de fangs oscil·la normalment entre 6 i 12 milions.

El pes molecular es relaciona amb la longitud de la cadena del polímer, i la longitud de la cadena afecta la capacitat del polímer per unir múltiples partícules de fang.

En termes generals, les cadenes de polímers més llargues poden formar flocs més grans, però això no vol dir que un pes molecular més alt sempre sigui millor.

Si els flocs estan massa solts, es poden trencar en entrar en equips d'alt-cisalla, com ara centrífugues; si la intensitat de mescla és massa alta, també pot provocar una degradació mecànica de les cadenes de polímer.

Per tant, en seleccionar polímers per a la deshidratació de fangs, cal tenir en compte:

Densitat de càrrega + pes molecular + propietats del fang + condicions de mescla + equip de deshidratació

en lloc de mirar un únic paràmetre tècnic de manera aïllada.

VII. Per què no es pot arreglar la dosi de PAM?

Els diferents equips de deshidratació requereixen diferents dosis òptimes

La dosi òptima de poliacrilamida catiònica està estretament relacionada amb la concentració de sòlids del fang, la superfície de partícules, la intensitat de la mescla i l'equip de deshidratació mecànica.

Les filtres de cinta i les màquines de deshidratació centrífuga funcionen amb diferents mecanismes.

L'acció de cisalla d'una premsa de filtre de cinturó és normalment més baixa que la d'una centrífuga, la qual cosa permet que els flóculs formats siguin relativament més grans i solts.

En canvi, les centrífugues generen un cisallament mecànic i una força centrífuga més fortes durant el funcionament a gran-velocitat, la qual cosa exigeix ​​més la força del floc.

Les dades adjuntes mostren que per als sistemes que tracten el mateix fang, la dosi de polímer per a una centrífuga sol ser d'un 10% a un 20% més alta que la d'una premsa de filtre de cinturó, que s'utilitza principalment per millorar l'estructura del floc perquè pugui suportar el procés de centrifugació.

Per tant, no es pot suposar simplement que "el mateix fang hauria d'utilitzar exactament la mateixa dosi de PAM".

VIII. La concentració adequada de preparació de PAM és igual d'important

Fins i tot si el producte químic es selecciona correctament, si el procés de preparació no és raonable, l'efecte final de deshidratació dels fangs encara es pot veure afectat negativament.

Els rangs de preparació típics que es proporcionen a les dades adjuntes són:

PAM en pols:0,25% a 0,5%

Ingredient actiu de l'emulsió:0,1% a 0,5%

Durant la preparació, assegureu-vos que el polímer estigui completament humit, dispers i hidratat, i deixeu un temps d'envelliment suficient perquè les cadenes de polímer es desenvolupin completament.

Per a la preparació d'agents de deshidratació de fangs PAM, s'ha d'evitar específicament el bombeig d'alt-cisalla.

Les bombes centrífugues, les bombes d'alt-cisalla o els dissenys de canonades poc raonables poden provocar el trencament de la cadena de polímers, reduint així el pes molecular efectiu real.

Per tant, un enfocament més racional és:

Dissolució completa → Envelliment adequat → Baixa-Transferència de cisalla → Dosificació uniforme

en lloc d'augmentar simplement la intensitat de l'agitació mecànica.

IX. Com es pot determinar si la dosificació de PAM és adequada?

Després que el polímer i el fang es posen en contacte a fons, la formació de flocs s'ha de poder observar en general amb relativa rapidesa.

Les dades adjuntes indiquen que si els flocs apareixen només després de 10-15 segons, pot implicar una dosi insuficient o que el PAM no es dissol completament.

Tanmateix, també s'ha d'evitar la sobre{0}}dosi.

Una-dosi insuficient pot provocar:

Partícules fines que no floculen adequadament

Filtrat o concentrat tèrbol

Major contingut d'humitat al pastís de filtre

Disminució del rendiment de la separació de sòlids-líquids

Una-dosi excessiva pot provocar:

Flocs excessivament voluminosos

Flocs atrapant més aigua internament

Paradoxalment disminueix el rendiment de deshidratació de fangs

Augment del consum de PAM

Per tant, la dosi òptima de PAM catiònic s'ha de determinar mitjançant una combinació de proves de vas de precipitats i proves d'equips{0}}in situ.

X. Per què el pastís de filtre encara està humit després d'afegir PAM?

Aquest és un problema molt comú als llocs de deshidratació de fangs.

Si el pastís de filtre deshidratat encara conté una humitat excessiva, no es pot jutjar directament com a "un rendiment PAM baix".

La inspecció és necessària almenys des de les direccions següents:

1. Dosi insuficient

Si el PAM és inadequat, les partícules fines no poden formar flòculs estables; entraran als buits de la coca del filtre i retindran més humitat.

En aquest punt, la dosi es pot augmentar gradualment mentre s'observa el contingut de sòlids de la coca de filtre i la qualitat del filtrat.

2. Dosificació excessiva

Un excés de PAM pot formar flóculs sobredimensionats i massa voluminosos.

Encara que els flocs semblen grans, poden contenir una gran quantitat d'aigua internament, que no s'allibera fàcilment sota pressió mecànica.

3. Dissolució PAM incompleta

Si una part del polímer no es dissol completament, la dosi química efectiva real que participa en la floculació pot ser inferior a la dosi teòrica.

En aquest moment, s'han d'inspeccionar el sistema de preparació, el procés d'humectació i el temps d'envelliment.

4. Solucioneu-Problemes de qualitat de l'aigua

L'aigua dura amb alts nivells de calci o magnesi pot afectar el procés d'hidratació del polímer.

Per tant, quan es produeixen resultats anormals de deshidratació, les inspeccions haurien de cobrir simultàniament els productes químics, els fangs, l'aigua de reposició-i l'equip, en lloc d'ajustar només la dosi de PAM.

XI. Quant de temps es poden emmagatzemar les solucions de PAM catiònics preparades?

Per a solucions PAM preparades, el temps d'emmagatzematge també és un factor important que afecta l'estabilitat operativa.

Les dades adjuntes assenyalen que les solucions de PAM catiònics a una concentració del 0,25% al ​​0,5% poden començar a mostrar una degradació del rendiment en 24 hores.

Després de 48 hores, la pèrdua de viscositat normalment supera el 10%.

Per tant, un enfocament operatiu més racional no és preparar grans quantitats amb antelació, sinó dissenyar els sistemes de preparació i envelliment en funció del consum real d'un sol torn.

Per a un sistema de deshidratació de fangs de funcionament estable, la capacitat es pot determinar en funció de:

Requisit horari de PAM × Temps de funcionament per torn

per determinar una capacitat raonable del dipòsit de preparació i envelliment.

Si una planta necessita emmagatzemar solucions de polímers preparades durant períodes prolongats, la seva activitat s'ha de verificar mitjançant proves reals de vas de precipitats, i no s'ha de suposar simplement que els temps d'emmagatzematge més llargs no tindran cap efecte en el rendiment.

XII. Com la TECNOLOGIA ECOLINK ajuda a optimitzar les solucions de deshidratació de fangs

Per a les plantes de tractament d'aigües residuals i els clients industrials, un subministrament de PAM veritablement valuós va més enllà de proporcionar un model de producte.

ECOLINK TECHNOLOGY s'especialitza en productes químics per al tractament d'aigua i equips de tractament d'aigua, oferint consideracions integrals que van des de la combinació de productes, suport tècnic i proves de mostres fins al disseny d'equips basat en les característiques reals dels fangs i els processos de tractament del client.

Enpoliacrilamida catiònicaprojectes de deshidratació de fangs, recomanem que els clients proporcionin informació d'operació el més completa possible, com ara:

Origen dels fangs

Tipus de fang

Contingut de sòlids del fang

Tipus PAM actual

Densitat de càrrega actual

Pes molecular actual

Dosificació actual

Filtre premsa de cinta o tipus centrífuga

Concentració de preparació de PAM

Temps d'envelliment

Contingut actual de sòlids del pastís del filtre

Condicions de filtrat/centrat

A partir d'aquesta base, es poden comparar diferents opcions de producte mitjançant mostres i proves de vas.

Per als clients que necessiten més actualitzacions dels seus sistemes de tractament d'aigua, ECOLINK TECHNOLOGY també pot oferir solucions únics que inclouen tant productes químics com equips de tractament d'aigua, com ara sistemes de tractament d'aigües residuals, sistemes d'aigua pura STP/ETP, RO, UF i EDI.

Aquest servei combinat "químics + equips" ajuda els clients a ampliar el seu abast des de la mera compra de productes químics fins a l'optimització de tot el procés de tractament de l'aigua.

XIII. Resum: el nucli de la deshidratació eficient de fangs és "combinar", no simplement afegir més productes químics

La deshidratació eficient dels fangs normalment no està determinada per cap paràmetre de manera aïllada.

Els factors que realment influeixen en el rendiment final inclouen:

Propietats del fang → Densitat de càrrega → Pes molecular → Forma PAM → Concentració de preparació → Temps d'envelliment → Dosi → Condicions de mescla → Equip de deshidratació

Per als fangs municipals, els productes de càrrega mitjana-del 25% al ​​35% poden ser adequats per a alguns fangs primaris; Per als residus de fangs activats amb càrregues negatives més fortes, es pot requerir una cationicitat superior al 40%.

Paral·lelament, els productes en pols requereixen generalment entre 30 i 60 minuts de temps de preparació, mentre que els productes de tipus emulsió- poden aconseguir una hidratació ràpida en 5 a 15 minuts; La concentració de preparació de pols és típicament del 0,25% al ​​0,5%, mentre que la concentració d'ingredient actiu per a les emulsions és del 0,1% al 0,5%.

Per als sistemes de deshidratació centrífuga, el consum de polímer és normalment entre un 10% i un 20% superior al de les premses de filtre de corretja; optimitzant els productes i les condicions de preparació, alguns projectes operatius poden aconseguir un estalvi de polímers del 10% al 15%.

Per tant, en comptes de dependre-a llarg termini de models fixos i dosis fixes, és molt més efectiu trobar un programa de polímers-millors a través de proves reals de fangs.

ECOLINK TECHNOLOGY pot oferir a les plantes de tractament d'aigües residuals i als clients industrials conceptes de solució més complets centrats en productes químics de tractament d'aigües, suport tècnic, proves de mostres i equips de tractament d'aigua.