كيف يزيل مستحلب بولي أكريلاميد الكاتيوني المواد العضوية في مياه الصرف الصحي

ما الذي يفعله مستحلب CPAM فعليًا بـ "المادة العضوية"

عادة ما تكون "المادة العضوية" في مياه الصرف الصحي عبارة عن مزيج من المواد العضوية الذائبة (تقاس بـ COD/TOC)، والغرويات التي تساهم في COD واللون، والمواد الصلبة العالقة ذات المحتوى العضوي. يستهدف CPAM في المقام الأول الجزء الموجود الغروية أو المرتبطة بالجسيمات ; وإزالة تلك المواد الصلبة تؤدي أيضًا إلى إزالة المواد العضوية المرتبطة بها.

على سبيل المثال، في العديد من مياه الصرف الصناعي (الأغذية والمشروبات واللب والورق والمنسوجات ومياه الصرف الصحي الزيتية)، يتم حمل حصة كبيرة من COD عن طريق المواد الغروية/المعلقة الدقيقة. عندما يزيد CPAM من حجم الكتلة ومعدل الترسيب/التعويم، يمكن أن ينخفض ​​COD بشكل ملحوظ لأن COD كان مرتبطًا بالمواد الصلبة التي تمت إزالتها.

الآليات: كيف يزيل مستحلب بولي أكريلاميد الكاتيوني المواد العضوية

تحييد تهمة المواد العضوية سالبة الشحنة

تقدم العديد من المواد العضوية في مياه الصرف الصحي شحنة سالبة صافية: المواد الدبالية، وشظايا اللجنين، وجزيئات الصبغة، والأحماض الدهنية، وأسطح الجسيمات الدقيقة المطلية بالمواد العضوية. يحمل CPAM مجموعات مشحونة بشكل إيجابي تقلل من التنافر الكهروستاتيكي وتمكن الاصطدامات من "الالتصاق" وتشكيل microflocs التي تصبح قابلة للإزالة.

تجسير البوليمر: تحويل الكتل الدقيقة إلى كتل قوية وقابلة للاستقرار

تمتز جزيئات CPAM على جزيئات متعددة في وقت واحد. ترتبط أجزاء من سلسلة البوليمر بسطح واحد بينما تمتد الأجزاء الأخرى إلى الماء وتلتصق في مكان آخر، مما يؤدي إلى "جسر" الجزيئات إلى كتل أكبر وأقوى. يعد التجسير أحد الأسباب الرئيسية وراء قدرة CPAM على تحسين أداء DAF وتسوية الموضح من خلال زيادة حجم الكتلة وقوتها.

الاجتياح والتشبيك (عند استخدامه مع مواد التخثر غير العضوية)

كثيرا ما يتم إقران CPAM مع الشب، وأملاح الحديديك، PAC (كلوريد بولي ألومنيوم)، أو الجير. يشكل التخثر غير العضوي رواسب الهيدروكسيد التي "تمسح" المواد العضوية خارج المحلول. ثم يقوم CPAM بتقوية وتوسيع تلك الكتل. غالبًا ما ينتج عن هذا المزيج انخفاض أكبر في COD/TOC مقارنة بـ CPAM وحده عندما تكون المواد العضوية الذائبة كبيرة.

الميزة الخاصة بالمستحلب: التنشيط والتشتت السريع

مستحلب CPAM هو منتج "مستحلب معكوس" يجب قلبه (تنشيطه) في الماء. عندما يتم قلبه بشكل صحيح، فإنه يتفرق بسرعة ويوفر سلاسل بوليمر عالية الوزن الجزيئي بكفاءة، مما يدعم نمو الكتلة السريع بجرعات نشطة منخفضة.

حيث يقوم CPAM بتقليل COD/TOC إلى أقصى حد (وأين لن يحدث ذلك)

يكون CPAM أكثر فعالية عندما ترتبط المادة العضوية بالجزيئات أو المستحلبات أو الغرويات. وهو أقل فعالية بالنسبة للمواد العضوية الذائبة ذات الوزن الجزيئي المنخفض (على سبيل المثال، السكريات والكحولات والأحماض قصيرة السلسلة) ما لم يحولها التخثر الأولي أو أي علاج آخر إلى مرحلة قابلة للإزالة.

• فائدة عالية: اللون/الغرويات (الدبالية، الأصباغ)، المستحلبات الزيتية، المواد الصلبة العالقة الدقيقة، سماكة الحمأة ونزح المياه (إزالة المواد الصلبة الغنية بالعضوية).
• فائدة معتدلة: مياه الصرف الصناعي المختلطة حيث يقوم التخثر بإنشاء رواسب ويقوم CPAM ببناء كتل قوية للترسيب/DAF.
• فائدة محدودة: مياه الصرف الصحي التي تهيمن عليها المواد العضوية الذائبة الصغيرة دون خطوة تخثر؛ قد تكون هناك حاجة إلى الأكسدة البيولوجية أو الامتزاز (GAC) أو الأكسدة المتقدمة.

الجرعات العملية وأهداف التشغيل

يعتمد أداء CPAM على اختيار كثافة الشحنة والوزن الجزيئي المناسبين، ثم تطبيقهما بالتنشيط والخلط الصحيحين. كنقطة انطلاق، تجد العديد من النباتات العلاج الفعال في ~1-10 ملغم/لتر بوليمر نشط ، المكرر عن طريق اختبار الجرة.

إرشادات التركيب (التنشيط) لمستحلب CPAM

• تركيز المكياج النموذجي: 0.1-0.5% نشط (يشيع استخدامه لتحقيق التوازن بين قابلية الضخ والتشتت السريع).
• استخدم الماء المخفف النظيف عندما يكون ذلك ممكنًا؛ يمكن للمياه المخففة ذات العكارة العالية أن تستهلك البوليمر قبل الأوان.
• تأكد من الانعكاس/الشيخوخة المناسبة: غالبًا ما يبدو التنشيط غير الكافي وكأنه "كتلة ضعيفة" حتى عند تناول جرعات أعلى.

خلط الأهداف التي تحمي تجسير البوليمر

يحتاج CPAM إلى تشتيت أولي سريع، يليه خلط لطيف لنمو الكتل دون قصها. يمكن أن يؤدي الخلط الزائد إلى تفتيت الكتل وتقليل الإزالة العضوية عن طريق التعويم/الترسيب.

• المزيج السريع: طاقة عالية ل ~30-60 ثانية لتوزيع البوليمر.
• التلبد: الخلط اللطيف ~5-20 دقيقة لتعظيم قوة التجسير والكتلة.

الاقتران بالرقم الهيدروجيني والتخثر

إذا كانت المواد العضوية المذابة بارزة، فإن إقران CPAM مع الشب/الحديديك/PAC غالبًا ما يؤدي إلى تحسين عملية الإزالة. قم بتحسين الرقم الهيدروجيني لمادة التخثر غير العضوية أولاً، ثم قم بتقليص جرعة CPAM لبناء حجم الكتلة وتحسين الانفصال.

نهج اختبار الجرة الذي يركز على الإزالة العضوية

لا ينبغي أن يقيس اختبار الجرة التعكر فحسب، بل يجب أيضًا أن يقيس المؤشر العضوي ذي الصلة بنظامك (COD، TOC، UV254، اللون، الزيت والشحوم). وهذا يحافظ على توافق اختيار CPAM مع "إزالة المادة العضوية"، وليس فقط الوضوح.

1. قم بفحص الحاجة إلى مادة تخثر غير عضوية: اختبر الشبة/ الحديديك/ PAC على عدة جرعات لمعرفة ما إذا كانت المواد العضوية المذابة (اللون/UV254/COD) تستجيب.
2. أضف CPAM كوسيلة مساعدة للندفة: ابدأ بـ 1-3 ملغم / لتر نشط ، ثم اضبط عبر نطاق عملي (على سبيل المثال، 0.5-10 ملغم/لتر نشط اعتمادًا على نوع المواد الصلبة ومياه الصرف الصحي).
3. مراقبة وقت تكوين الكتلة، وحجم الكتلة، ومقاومة القص؛ ثم قم بقياس COD/TOC طاف المستقر/المعالج بالطفو (أو UV254/اللون) بعد فترة فصل ثابتة.
4. حدد نافذة الجرعة التي توفر أداءً ثابتًا، وليس فقط الجرة "الأفضل" الفردية، لتقليل الحساسية لتقلبات الحمل اليومية.

أوضاع الفشل الشائعة والإصلاحات

• إزالة التعكر الجيدة ولكن تقليل COD ضعيف: تذوب المواد العضوية بشكل رئيسي. إضافة/تحسين التخثر غير العضوي، وضبط الرقم الهيدروجيني، أو النظر في الامتزاز/المعالجة البيولوجية.
• تبدو الكتل "خيطية" وتحمل: جرعة زائدة أو وزن جزيئي مرتفع للغاية بالنسبة للظروف الهيدروليكية؛ تقليل الجرعة أو تبديل الدرجة؛ تقليل القص المصب.
• أداء غير متناسق من التحول إلى التحول: عدم قلب المستحلب بالكامل، أو اختلاف نوعية المياه المخففة، أو تقلب الطلب على شحن مياه الصرف الصحي؛ توحيد عملية التصنيع، والتحقق من وقت التعتيق، وتشديد التحكم في التغذية.
• عدم الاستقرار الشامل DAF: البوليمر المضاف في وقت مبكر جدًا/ متأخر جدًا أو القص العالي عند الحقن؛ نقل نقطة الحقن، وزيادة وقت التلبد اللطيف، والتحقق من التوقيت الفقاعي/الكيميائي.

الخلاصة: الإجابة العملية في سطر واحد

يزيل مستحلب بولي أكريلاميد الكاتيوني المواد العضوية عن طريق تحييد المواد العضوية سالبة الشحنة وربط الجزيئات في كتل كبيرة يمكن تسويتها أو تعويمها أو تصفيتها - عادةً بجرعات نشطة منخفضة عندما يتم التنشيط والخلط بشكل صحيح.