چگونه امولسیون پلی آکریل آمید کاتیونی مواد آلی را در فاضلاب حذف می کند؟

آنچه امولسیون CPAM در واقع با "مواد آلی" انجام می دهد

"ماده آلی" در فاضلاب معمولاً ترکیبی از مواد آلی محلول (اندازه گیری شده به عنوان COD/TOC)، کلوئیدهایی که به COD و رنگ کمک می کنند و مواد جامد معلق با محتوای آلی است. CPAM در درجه اول کسری را که هست هدف قرار می دهد کلوئیدی یا مرتبط با ذرات ; حذف آن جامدات نیز مواد آلی متصل به آنها را از بین می برد.

به عنوان مثال، در بسیاری از فاضلاب های صنعتی (غذا، نوشیدنی، خمیر و کاغذ، منسوجات، فاضلاب های روغنی)، سهم زیادی از COD توسط مواد معلق/کلوئیدی ریز حمل می شود. هنگامی که CPAM اندازه لخته و نرخ ته نشینی/شناوری را افزایش می دهد، COD می تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد زیرا COD به جامدات حذف شده متصل شده است.

مکانیسم ها: چگونه امولسیون پلی آکریل آمید کاتیونی مواد آلی را حذف می کند

خنثی سازی بار مواد آلی با بار منفی

بسیاری از مواد آلی موجود در فاضلاب دارای بار منفی خالص هستند: مواد هیومیک، قطعات لیگنین، مولکول های رنگ، اسیدهای چرب و سطوح ذرات ریز پوشیده شده با مواد آلی. CPAM حامل گروه‌هایی با بار مثبت است که دافعه الکترواستاتیکی را کاهش می‌دهد و برخوردها را قادر می‌سازد تا "چسبیده شوند" و میکروفلوک‌هایی را تشکیل می‌دهند که قابل جابجایی هستند.

پل‌سازی پلیمری: تبدیل میکروفلوک‌ها به لخته‌های قوی و قابل ته‌نشینی

مولکول های CPAM به طور همزمان روی چندین ذره جذب می شوند. بخش‌هایی از زنجیره پلیمری به یک سطح متصل می‌شوند در حالی که بخش‌های دیگر به داخل آب کشیده می‌شوند و به جای دیگری متصل می‌شوند و ذرات را به لخته‌های بزرگ‌تر و قوی‌تر «پل» می‌کنند. پل زدن یک دلیل کلیدی است که CPAM می تواند عملکرد DAF و ته نشین شدن شفاف کننده را با افزایش اندازه لخته و استحکام بهبود بخشد.

جارو کردن و گیر کردن (در صورت استفاده با منعقد کننده های معدنی)

CPAM اغلب با آلوم، نمک های آهن، PAC (کلرید پلی آلومینیوم) یا آهک جفت می شود. منعقد کننده معدنی رسوبات هیدروکسیدی را تشکیل می دهد که مواد آلی را از محلول خارج می کند. سپس CPAM آن لخته ها را تقویت و بزرگ می کند. این ترکیب اغلب کاهش COD/TOC بیشتری نسبت به CPAM به تنهایی ایجاد می کند، زمانی که مواد آلی محلول قابل توجه هستند.

مزیت خاص امولسیون: فعال شدن و پراکندگی سریع

امولسیون CPAM یک محصول "امولسیون معکوس" است که باید در آب معکوس (فعال) شود. هنگامی که به درستی معکوس شود، به سرعت پراکنده می شود و زنجیره های پلیمری با وزن مولکولی بالا را به طور موثر ارائه می دهد، که از رشد سریع لخته در دوزهای فعال کم پشتیبانی می کند.

جایی که CPAM بیشتر از همه COD/TOC را کاهش می دهد (و جایی که نمی کند)

CPAM زمانی موثرتر است که مواد آلی به ذرات، امولسیون ها یا کلوئیدها متصل شوند. برای مواد آلی با وزن مولکولی کم (مثلاً قندها، الکل‌ها، اسیدهای با زنجیره کوتاه) کمتر مؤثر است، مگر اینکه یک منعقدکننده بالادست یا درمان دیگری آنها را به فاز قابل جابجایی تبدیل کند.

• مزیت بالا: رنگ/کلوئید (هومیک، رنگ)، امولسیون های روغنی، مواد جامد معلق ریز، غلیظ شدن لجن و آبگیری (حذف جامدات غنی از آلی).
• سود متوسط: فاضلاب صنعتی مخلوط که در آن یک منعقد کننده رسوب ایجاد می کند و CPAM لخته های قوی برای ته نشینی/DAF ایجاد می کند.
• مزیت محدود: فاضلاب تحت سلطه مواد آلی محلول کوچک بدون مرحله انعقاد. اکسیداسیون بیولوژیکی، جذب (GAC) یا اکسیداسیون پیشرفته ممکن است مورد نیاز باشد.

دوز عملی و اهداف عملیاتی

عملکرد CPAM به انتخاب چگالی شارژ و وزن مولکولی مناسب و سپس اعمال آن با فعال سازی و اختلاط صحیح بستگی دارد. به عنوان یک نقطه شروع، بسیاری از گیاهان درمان موثری در آن پیدا می کنند پلیمر فعال 1-10 میلی گرم در لیتر ، با آزمایش شیشه تصفیه شده است.

راهنمای آماده سازی (فعال سازی) برای امولسیون CPAM

• غلظت معمولی ترکیبی: 0.1-0.5٪ فعال (معمولاً برای متعادل کردن قابلیت پمپاژ و پراکندگی سریع استفاده می شود).
• در صورت امکان از آب رقیق کننده تمیز استفاده کنید. آب رقیق با کدورت بالا می تواند پلیمر را زودرس مصرف کند.
• از وارونگی/پیری مناسب اطمینان حاصل کنید: فعال سازی ناکافی اغلب شبیه "لخته ضعیف" حتی در دوزهای بالاتر است.

اختلاط اهدافی که از پل های پلیمری محافظت می کنند

CPAM به پراکندگی اولیه سریع و به دنبال آن مخلوط ملایم برای رشد لخته ها بدون بریدن آنها نیاز دارد. اختلاط بیش از حد می تواند لخته ها را تکه تکه کند و حذف ارگانیک را با فلوتاسیون/ته نشینی کاهش دهد.

• مخلوط سریع: انرژی بالا برای 30-60 ثانیه برای توزیع پلیمر
• لخته سازی: مخلوط ملایم برای ~ 5-20 دقیقه برای به حداکثر رساندن استحکام پل و لخته.

pH و جفت شدن منعقد کننده ها

اگر مواد آلی محلول برجسته باشند، جفت کردن CPAM با آلوم/آهن/PAC اغلب حذف را بهبود می بخشد. ابتدا pH را برای منعقد کننده معدنی بهینه کنید، سپس دوز CPAM را برای ایجاد اندازه لخته و بهبود جداسازی کاهش دهید.

یک رویکرد jar-test که بر حذف ارگانیک تمرکز دارد

یک آزمایش شیشه باید نه تنها کدورت، بلکه یک نشانگر ارگانیک مربوط به سیستم شما (COD، TOC، UV254، رنگ، روغن و گریس) را اندازه گیری کند. این باعث می‌شود انتخاب CPAM با «حذف مواد آلی» و نه صرفاً شفافیت هماهنگ شود.

1. نیاز به یک منعقد کننده معدنی را بررسی کنید: آلوم/آهن/PAC را در چند دوز آزمایش کنید تا ببینید آیا مواد آلی محلول (رنگ/UV254/COD) پاسخ می دهند یا خیر.
2. اضافه کردن CPAM به عنوان یک کمک لخته ساز: با شروع 1-3 میلی گرم در لیتر فعال ، سپس در یک باند عملی تنظیم کنید (به عنوان مثال 0.5-10 میلی گرم در لیتر بسته به مواد جامد و نوع فاضلاب).
3. زمان تشکیل لخته، اندازه لخته و مقاومت برشی را مشاهده کنید. سپس COD/TOC (یا UV254/رنگ) را پس از یک زمان جداسازی ثابت اندازه گیری کنید.
4. پنجره دوزی را انتخاب کنید که عملکرد پایداری را ارائه می دهد، نه تنها "بهترین" شیشه، تا حساسیت به نوسانات بار روزانه کاهش یابد.

حالت های رایج خرابی و رفع آن

• حذف کدورت خوب اما کاهش COD ضعیف: مواد آلی عمدتاً حل می شوند. افزودن/بهینه سازی منعقد کننده معدنی، تنظیم pH یا در نظر گرفتن جذب/تصفیه بیولوژیکی.
• لخته ها "رینگی" به نظر می رسند و ادامه می یابند: مصرف بیش از حد یا وزن مولکولی بسیار بالا برای شرایط هیدرولیک؛ کاهش دوز یا تغییر درجه. کاهش برش پایین دست
• تغییر عملکرد ناسازگار به شیفت: امولسیون به طور کامل معکوس نشده است، کیفیت آب رقیق متفاوت است، یا تقاضای شارژ فاضلاب نوسان دارد. آرایش را استاندارد کنید، زمان پیری را بررسی کنید و کنترل خوراک را سفت کنید.
• ناپایداری پتوی DAF: پلیمر خیلی زود/خیلی دیر یا برش زیاد در تزریق اضافه شده است. نقطه تزریق را تغییر دهید، زمان لخته سازی ملایم را افزایش دهید و زمان بندی حباب/شیمیایی را تأیید کنید.

نتیجه گیری: پاسخ عملی در یک خط

امولسیون پلی آکریل آمید کاتیونی، مواد آلی را با خنثی کردن مواد آلی با بار منفی و پل زدن ذرات به لخته های بزرگ که می توانند ته نشین شوند، شناور شوند یا فیلتر شوند، حذف می کند - معمولاً در دوزهای فعال پایین زمانی که فعال سازی و اختلاط به درستی انجام می شود.