Anionowy lub kationowy poliakryloamid Jak wybrać i dawkować
Anionowy poliakryloamid i kationowy poliakryloamid mają różne obszary zastosowań i przypadki. Zwykle należy stosować anionowy poliakryloamid, gdy zawieszone ciała stałe zachowują się naładowane dodatnio, a kationowego poliakryloamidu do oczyszczania ujemnie naładowanych osadów/substancji organicznych. Potwierdź wybór szybkim testem w słoiku, a następnie zoptymalizuj dawkę pod kątem szybkiego osiadania (klarowanie) lub niskiego zmętnienia filtratu i mocnego zbrylania (odwadnianie). Poniżej znajdują się kroki:
▶ Szybki wybór: poliakryloamid anionowy lub poliakryloamid kationowy
Praktyczną zasadą jest dopasowanie ładunku polimeru do zachowania cząstek: przeciwne ładunki sprzyjają przyłączaniu, a następnie o dużej masie cząsteczkowej powodują tworzenie się mostków w większe kłaczki.
| Jeśli Twój strumień wygląda tak | Zacznij od | Typowy wynik docelowy |
|---|---|---|
| Substancje stałe bogate w substancje nieorganiczne (np. gliny, drobny piasek, kłaczki wodorotlenków metali) | Anionowy poliakryloamid | Szybkie osadzanie, wyraźniejszy supernatant |
| Osad organiczny/biologiczny (osad czynny, osad przefermentowany, emulsje olejowe po koagulantze) | Kationowy poliakryloamid | Niskie zmętnienie filtratu, mocne kłaczki do odwadniania |
▶ Praktyczne wzorce dozowania (aby nie zaczynać w ciemno)
Zacznij od konserwatywnego zakresu, a następnie dokręć do najlepiej działającego zakresu, stosując testy w słoikach (klarowanie) lub próby na prasie taśmowej/wirówce (odwadnianie).
Klarowanie i osadzanie się substancji stałych (mg/L w wodzie)
- Często spotykane są zakresy testów słoików do oczyszczania ścieków 0,5–15 mg/l w zależności od zawartości substancji stałych i składu chemicznego na wejściu.
- Jeśli używasz już koagulantu nieorganicznego (ałun/żelazo), często możesz zacząć od dolnej połowy tego zakresu, ponieważ cząstki są wstępnie agregowane.
Odwadnianie osadów (kg aktywnego polimeru na tonę suchej masy)
- Praktycznym pasmem wyjściowym dla kationowego poliakryloamidu w przefermentowanym osadzie ściekowym jest 5–15 kg/t sm .
- Opublikowane dane dotyczące przypadków zwykle plasują się w pobliżu środka tego przedziału; na przykład w jednym badaniu podano optymalne wartości bliskie 7,6 kg/t sm (suche ciała stałe) w celu uzyskania najlepszych wskaźników odwadniania w warunkach testowych.
▶ Metoda testu słoika w celu potwierdzenia najlepszego polimeru i dawki
Użyj tego podejścia, aby szybko porównać anionowy poliakryloamid z kationowym poliakryloamidem i uniknąć przedawkowania (które może ponownie ustabilizować ciała stałe i zwiększyć zmętnienie).
- Przygotuj świeże roztwory polimerów o tym samym stężeniu substancji czynnej (przykład: 0,1% w/w) i wyraźnie je oznacz.
- W identycznych zlewkach dozuj drabinkę (na przykład: 0,5, 1, 2, 5, 10 mg/l dla klarowności) zarówno dla produktów anionowych, jak i kationowych.
- Mieszaj szybko, aby uzyskać krótki kontakt, a następnie powoli mieszaj, aby utworzyć kłaczki; zatrzymać i obserwować szybkość osiadania, siłę kłaczków i klarowność supernatantu.
- Wybierz najskuteczniejszy produkt na podstawie mierzalnego punktu końcowego (mętność/TSS, czas osiadania, klarowność filtratu), a następnie przeprowadź wokół niego węższą drabinkę dawek.
Przestań zwiększać dawkę, gdy wydajność się ustabilizuje. Najlepsza dawka jest zwykle podawana w pobliżu punktu przegięcia, gdzie klarowność gwałtownie się poprawia, a następnie stabilizuje.
▶ Przykłady pól ułatwiające wybór
Kiedy zazwyczaj preferowany jest anionowy poliakryloamid
- Kontrola osadów i odwadnianie konstrukcji, w których dominują drobne cząstki; udokumentowane zastosowania wykazały duże redukcje TSS (na przykład 42 mg/l do 13 mg/l po filtracji w jednym kontekście przewodnika terenowego).
- Zagęszczanie odpadów wydobywczych i przetwórstwa minerałów, gdzie głównym celem jest mostkowanie zawiesin o wysokiej zawartości części stałych.
Kiedy zazwyczaj preferowany jest kationowy poliakryloamid
- Odwadnianie osadów ściekowych (prasa taśmowa, wirówka) w przypadku silnie ujemnej zawartości biosolidów; kationowa neutralizacja ładunku oraz mostkowanie poprawiają bryłę placka i klarowność filtratu.
- Systemy bogate w rozpuszczalne substancje organiczne lub zemulgowane oleje po pierwotnym koagulancie, w których polimer kationowy może poprawić wychwytywanie i drenaż.
▶ Rozwiązywanie problemów (częste awarie i szybkie poprawki)
- Kłaczki są małe i delikatne: zwiększyć masę cząsteczkową (lub zmniejszyć ścinanie) i sprawdzić, czy używasz prawidłowego rodzaju ładunku (anionowy vs kationowy).
- Supernatant staje się mętny po podaniu wyższych dawek: prawdopodobnie przedawkowałeś; powrócić do ostatniej dawki, zanim zmętnienie się pogorszyło.
- Ciasto odwadniające jest śluzowate lub słabo odpływa: nieznacznie zmniejszyć dawkę i/lub przejść na kationowy poliakryloamid o niższej gęstości ładunku, aby uniknąć nadmiernej neutralizacji.
- Wydajność zmienia się z dnia na dzień: śledzić pH, stężenie substancji stałych i dawkę koagulantu; ponownie przeprowadź krótki test słoika za każdym razem, gdy zmieni się skład chemiczny na wejściu.
Konkluzja: „właściwy” polimer to taki, który spełnia mierzalny punkt końcowy przy najniższej stabilnej dawce – anionowy poliakryloamid w przypadku wielu zawiesin nieorganicznych, kationowy poliakryloamid w przypadku większości osadów/substancji organicznych – co zostało potwierdzone w szybkim teście.
