Катионная полиакриламидная эмульсия для очистки сточных вод

Основная логика выбора молекулярной массы сополимеризованного полиакриламида (ПАМ) в соответствии со свойствами шлама заключается в обеспечении соответствия дисперсности, содержанию связанной воды, поверхностным характеристикам и вязкости частиц шлама. Балансируя способность полиакриламида (ПАМ) к образованию мостиков (дддххх) и вязкость раствора (дддхххх) в сточных водах, можно добиться эффективной флокуляции и обезвоживания: 

1. Концентрация шлама (СВ, содержание взвешенных твердых частиц). Концентрация шлама напрямую определяет расстояние между частицами и сложность перемешивания и является основной основой для выбора молекулярной массы: 

Низкоконцентрированный шлам

Характеристики: Частицы редкие, высокодисперсные, с большим расстоянием между ними. Для соединения дисперсных частиц в хлопья требуются длинные молекулярные цепи. 

Подходящая молекулярная масса эмульсии полимера полиакриламида: высокая молекулярная масса (18 - 25 миллионов). 

Причина: длинноцепочечная сополимеризация полиакриламида способна адсорбировать несколько частиц на большом расстоянии, образуя крупные и компактные хлопья (размер частиц 1-3 мм), ускоряя седиментацию или обезвоживание. 

Шлам средней концентрации (1% ≤ SS ≤ 5%, например, смешанный городской шлам) 

Характеристики: Умеренная плотность частиц, с наличием как дисперсных частиц, так и небольшого количества природных агрегатов. Необходимо сбалансировать связующую способность и текучесть раствора. Подходящая молекулярная масса сополимеризованного полиакриламида: средняя молекулярная масса (12-18 миллионов).

Причина: Цепи средней длины позволяют обеспечить как связь частиц, так и равномерное перемешивание, избегая высокой вязкости сополимеризованного полиакриламида с высокой молекулярной массой, приводящей к локальному скоплению воды (задержке воды внутри хлопьев), или недостаточного связывания низкомолекулярного полиакриламида (ПАМ) в сточных водах. Для муниципального ила (SS = 3%) при использовании сополимеризованного полиакриламида с молекулярной массой 15 миллионов влажность фильтрационного осадка на 3–5% ниже, чем у ПАМ с молекулярной массой 20 миллионов. 

Высококонцентрированный шлам (SS тссссс 5%, например, химический шлам, шлам от производства бумаги)

Характеристики: Частицы плотные и высоковязкие (похожие на пасту), а сополимеризованный полиакриламид с трудом проникает внутрь, легко образуя на поверхности слой оболочки (хлопьевидной формы оказывается только внешний слой, а внутреннюю воду невозможно отделить). 

Подходящая молекулярная масса сополимеризованного полиакриламида: Низкая молекулярная масса (8 - 12 миллионов). 

Причина: Короткоцепочечный сополимеризованный полиакриламид обладает низкой вязкостью (при той же концентрации вязкость сополимеризованного полиакриламида с молекулярной массой 8 млн составляет всего 1/3 от вязкости полиакриламида с молекулярной массой 20 млн), что позволяет ему быстро проникать вглубь шлама, равномерно адсорбируя частицы и избегая их поверхностного захвата. Для определённого типа бумажного шлама (SS = 6%) использование полиакриламида с молекулярной массой 10 млн сокращает время растворения на 50% и повышает эффективность обезвоживания на 20% по сравнению с эмульсией полиакриламида с молекулярной массой 18 млн. 

2. Содержание органических веществ (соотношение ПРОТИВ/ТС) 

Содержание органического вещества отражает долю биологических хлопьев (таких как EPS) в иле, напрямую влияя на поверхностные характеристики частиц и долю связанной воды: 

Шлам с высоким содержанием органических веществ (ПРОТИВ/ТС тссссс 60%, например, избыточный активный ил, муниципальный ил)

Характеристики: Содержит большое количество внеклеточных полимеров (ВПС) с мелкими частицами (размер частиц < 50 мкм), высокую долю связанной воды (около 30%), сильные отрицательные заряды на поверхности и легко диспергируется. 

Подходящая молекулярная масса эмульсии полимера полиакриламида: Средне-высокая молекулярная масса (15 - 22 миллиона).

Причина: Для проникновения через "коллоидный барьер, образованный EPS, требуется эмульсия длинноцепочечного полиакриламидного полимера. Из-за более сильной связывающей способности коллоидная стабильность нарушается, и мелкие частицы агломерируются в устойчивые к сдвигу хлопья. Например, для избыточного муниципального ила (ПРОТИВ/ТС = 70%) при использовании катионного жидкого флокулянта с молекулярной массой 18 миллионов (ионная степень 30%) и кондиционирования ПАУ содержание СВ в надосадочной жидкости после центрифугирования снижается с 200 мг/л до 80 мг/л.

Шлам с низким содержанием органических веществ (ПРОТИВ/ТС < 40%, например, неорганический шлам, шлам из песколовок)

Характеристики: в основном состоит из неорганических частиц (песок, почва, минералы), с крупными частицами (размер частиц <100 мкм), с меньшим количеством связанной воды, слабыми поверхностными зарядами и легко осаждается естественным путем. 

Подходящая молекулярная масса катионного жидкого флокулянта: низко-среднемолекулярная масса (8-15 миллионов).

Причина: Сами частицы легко агломерируются и не требуют слишком длинных молекулярных цепей. Короткие цепи катионного жидкого флокулянта с низкой и средней молекулярной массой обеспечивают эффективное связывание, а низкая вязкость позволяет избежать засорения фильтрующей ткани. Для определённого типа шлама (ПРОТИВ/ТС = 30%) при использовании анионного жидкого флокулянта с молекулярной массой 10 млн скорость фильтрации под давлением на 25% выше, чем у полиакриламида ПАМ с молекулярной массой 18 млн при очистке сточных вод. 

3. Размер частиц и удельная площадь поверхности Чем мельче частицы и больше удельная площадь поверхности, тем длиннее молекулярные цепи, необходимые для покрытия и соединения частиц.

Тонкодисперсный шлам (размер частиц < 50 мкм, такой как биохимический шлам, шлам от печати и крашения)

Характеристики: Обладает большой удельной поверхностью (около 1000 см²/г), высокой поверхностной энергией и легко адсорбирует молекулы воды, образуя устойчивый коллоид. Для нарушения устойчивости требуется сильное связующее вещество. 

Подходящая молекулярная масса эмульсии полимера полиакриламида: Средне-высокая молекулярная масса (15 - 20 миллионов). 

 Крупнодисперсный шлам (размер частиц <100 мкм, например, шлам из песколовок, шлам сталелитейного производства)

Характеристики: Он имеет небольшую удельную площадь поверхности (<500 см²/г), частицы легко сталкиваются и агломерируются, при этом требования к длине связующей цепи невелики.

Подходящая молекулярная масса эмульсии полимера полиакриламида: низко-средней молекулярной массы (8 - 15 миллионов). 

4. Значение рН и ионная среда 

Значение рН и ионная сила шлама влияют на растворение, стабильность заряда и адсорбционную способность эмульсии полимера полиакриламида, косвенно влияя на выбор молекулярной массы. 

Сильнокислый шлам (рН < 4, например, шлам химического травления)

Характеристики: Концентрация H⁺ высокая, что может вызвать гидролиз анионных ПАМ (разрыв молекулярной цепи), а катионный жидкий флокулянт более стабилен в кислой среде.

Подходящая молекулярная масса эмульсии полимера полиакриламида: средняя молекулярная масса (12–16 миллионов) (чтобы избежать разрыва цепи и выхода из строя высокомолекулярного катионного жидкого флокулянта в кислой среде). 

Причина: цепи средней длины более стабильны в кислой среде и в то же время могут отвечать основным требованиям мостиков. 

Сильнощелочной шлам (рН <10, например, известковый шлам)

Характеристики: ОЙ⁻ повышает жесткость частиц ила (например, частиц Ca(ОЙ)₂, образованных известью), а длинноцепочечный полиакриламид ПАМ при очистке сточных вод необходим для связывания диспергированных жестких частиц. 

Подходящая молекулярная масса: высокая молекулярная масса (20–25 миллионов). 

Шлам с высоким содержанием соли (например, осадок опреснения, маринованный осадок сточных вод)

Характеристики: Высокая ионная сила уплотняет двойной электрический слой, частицы легко агломерируются, но хлопья получаются рыхлыми, и для повышения прочности хлопьев необходима соответствующая длина цепи. 

Подходящая молекулярная масса катионного жидкого флокулянта: средняя молекулярная масса (12–18 миллионов) (чтобы избежать аномального увеличения вязкости высокомолекулярного катионного жидкого флокулянта из-за высаливания).

Отраслевые атрибуты:

Другие атрибуты:

Возможность поставки:

Время выполнения:

Мастерская синтеза Цзюфан Технологический

Лаборатория Цзюфан