V čistiarňach odpadových vôd je odvodňovanie kalu kritickým procesom na zníženie objemu kalu, zníženie nákladov na dopravu a zlepšenie efektívnosti likvidácie. Spomedzi všetkých faktorov ovplyvňujúcich odvodňovací výkon je výber správneho katiónového polyakrylamidu (CPAM) jedným z najdôležitejších.

Katiónový polyakrylamid sa široko používa ako činidlo na úpravu kalu pred mechanickými odvodňovacími zariadeniami, ako sú odstredivky, pásové filtračné lisy a závitovkové lisy. Zlepšuje separáciu kalu tým, že podporuje tvorbu väčších a silnejších vločiek, čo umožňuje ľahšie uvoľňovanie vody.

Nie všetky produkty CPAM však fungujú rovnako. Jedným z najdôležitejších parametrov pri výbere CPAM jeiónový stupeň.

Iónový stupeň určuje hustotu kladných nábojov distribuovaných pozdĺž molekulárneho reťazca polyméru. Pretože väčšina častíc kalu nesie záporné povrchové náboje, kladné náboje v CPAM pomáhajú neutralizovať tieto náboje a zlepšujú tvorbu vločiek.

Výber nesprávneho iónového stupňa môže mať za následok:

Slabá flokulácia kalu

Vysoká vlhkosť kalového koláča

Zvýšená spotreba polyméru

Nízka kvalita filtrátu

Vyššie prevádzkové náklady

Preto je pochopenie výberu iónového stupňa CPAM nevyhnutné pre efektívne odvodnenie kalu.

Theiónový stupeň katiónového polyakrylamidu (CPAM)Výraz "polymérny" sa týka percenta kladne nabitých funkčných skupín obsiahnutých v polymérnom molekulovom reťazci.

Jednoducho vysvetlené:

A nízky iónový stupeň CPAMobsahuje menej kladných nábojov a spolieha sa hlavne na premostenie polymérnych reťazcov.

A vysoký iónový stupeň CPAMobsahuje viac kladných nábojov a viac sa spolieha na neutralizáciu náboja.

K interakcii medzi CPAM a kalom dochádza najmä prostredníctvom dvoch mechanizmov:

1. Neutralizácia náboja

Väčšina častíc kalu, najmä biologického kalu, má negatívne nabité povrchy.

CPAM poskytuje kladné náboje, ktoré neutralizujú tieto negatívne náboje, čím znižujú odpudivé sily medzi časticami a umožňujú im spojiť sa.

2. Polymérne premostenie

Dlhé molekulárne reťazce CPAM sa pripájajú k viacerým časticiam kalu súčasne a spájajú malé častice do väčších vločiek.

Dobrý proces úpravy kalu vyžaduje rovnováhu medzi:

Neutralizácia náboja

Polymérne premostenie

Ideálny iónový stupeň závisí od vlastností kalu.

1. Nízkoiónový stupeň CPAM (15 % – 25 %)

Charakteristika

Dlhé molekulárne reťazce

Nízka hustota náboja

Silná premosťovacia schopnosť

Pracovný princíp

CPAM s nízkym iónovým stupňom funguje hlavne prostredníctvom polymérneho premostenia.

Dlhé molekulové reťazce spájajú častice kalu dohromady a vytvárajú väčšie vločky.

Vhodné aplikácie

CPAM s nízkym iónovým stupňom je zvyčajne vhodný pre:

Primárny kal

Kal s vysokým obsahom anorganických látok

Priemyselný kal s dobrými usadzovacími vlastnosťami

Tieto typy kalov zvyčajne obsahujú častice, ktoré sa môžu ľahko agregovať, takže silná neutralizácia náboja nie je potrebná.

Výhody

Nižšie náklady na chemikálie

Dobrý preklenovací výkon

Vhodné pre kaly s nižším záporným nábojom

Obmedzenia

Pri použití pre vysoko organický aktivovaný kal môže byť kladný náboj nedostatočný, čo môže mať za následok:

Malé vločky

Slabé usadzovanie

Vysoko suspendované pevné látky vo filtráte

2. Stredný iónový stupeň CPAM (30 % – 45 %)

Charakteristika

Vyvážená dĺžka molekulového reťazca

Stredná hustota náboja

Pracovný princíp

Stredný iónový stupeň CPAM poskytuje oboje:

Neutralizácia náboja

Polymérne premostenie

Táto rovnováha z neho robí jeden z najpoužívanejších rozsahov CPAM.

Vhodné aplikácie

Odporúčané pre:

Zmiešaný primárny kal a odpadový aktivovaný kal

Vytrávený kal

Kal z komunálnych odpadových vôd

Výhody

Dobrý celkový výkon

Stabilná tvorba vločiek

Vhodné pre mnohé aplikácie odpadových vôd

Pre mnohé komunálne čistiarne odpadových vôd je stredný iónový stupeň CPAM často prvou voľbou pre laboratórne testovanie.

3. CPAM s vysokým iónovým stupňom (50 % – 80 %)

Charakteristika

Vysoká hustota náboja

Silný kladný náboj

Relatívne kratšie molekulové reťazce

Pracovný princíp

CPAM s vysokým iónovým stupňom funguje hlavne prostredníctvom silnej neutralizácie náboja.

Odpadový aktivovaný kal zvyčajne obsahuje bakteriálne bunky a extracelulárne polymérne látky (EPS), ktoré vytvárajú silné negatívne náboje a zadržiavajú veľké množstvo vody.

Polymér s vysokým iónovým stupňom poskytuje dostatočné kladné náboje na destabilizáciu týchto častíc a zlepšenie odvodnenia.

Vhodné aplikácie

CPAM s vysokým iónovým stupňom sa bežne používa na:

Prebytočný aktivovaný kal

Biologický kal z čistenia odpadových vôd

Kal s vysokým obsahom organických látok

Výhody

Silná neutralizácia náboja

Účinné pre ťažko{0}}odvodňovateľné-kalky

Obmedzenia

Nadmerné dávkovanie môže spôsobiť:

Restabilizácia častíc

Slabé vločky

Vyššia spotreba chemikálií

Univerzálny produkt CPAM vhodný pre každú čistiareň odpadových vôd neexistuje. Najlepší výber závisí od skutočných vlastností kalu.

Bežne sa používajú nasledujúce metódy.

Metóda 1: Pozorujte veľkosť a vzhľad vločiek

Počas testu v nádobe alebo testu prípravy polyméru sledujte vločky kalu.

Správny výber CPAM:

Ideálne vločky by mali byť:

Veľký (približne vo veľkosti hrozna{0}}

Kompaktný

Silný

Jasne oddelené od vody

Supernatant by sa mal objaviť:

Jasné

Transparentné

Nízky obsah nerozpustených látok

Nesprávny výber CPAM:

Ak je iónový stupeň príliš nízky:

Vločky zostávajú malé

Separácia kalu je slabá

Voda obsahuje suspendované pevné látky

Ak je iónový stupeň príliš vysoký:

Vločky sa stávajú nestabilnými

Veľké vločky sa ľahko lámu

Voda sa zakalí

Metóda 2: Vykonajte test nádoby CPAM

Jednoduchý laboratórny test je jednou z najspoľahlivejších metód.

Postup:

Pripravte niekoľko vzoriek CPAM s rôznymi iónovými stupňami.

Udržujte rovnakú koncentráciu polyméru.

Pridajte rovnakú dávku k rovnakým vzorkám kalu.

Miešajte za rovnakých podmienok.

Porovnaj:

Veľkosť vločiek

Čistota vody

Rýchlosť usadzovania

Voľné vypúšťanie vody

Vzorka CPAM produkujúca najväčšie a najsilnejšie vločky s najčistejšou vodou má zvyčajne najvhodnejší iónový stupeň.

Metóda 3: Sledujte výkon odvodňovacieho zariadenia

Užitočné informácie poskytuje aj výkon odvodňovacieho stroja.

Odstredivka

Známky nesprávneho výberu CPAM:

Zamračený stred

Prebytočné nerozpustné látky

Slabá rýchlosť zachytávania kalu

Lis na pásový filter

Medzi znaky patria:

Slabé uvoľňovanie vody

Únik bahna

Nízka pevnosť kalového koláča

Skrutkový lis

Medzi znaky patria:

Mokrý kalový koláč

Zvýšená spotreba polyméru

Chyba 1: Výber najvyššieho iónového stupňa vždy poskytuje lepšie výsledky

Vyšší iónový stupeň nemusí vždy znamenať lepší výkon.

Ak je hustota náboja príliš vysoká, častice kalu sa môžu nabiť kladne a opäť stratiť stabilitu.

Chyba 2: Ignorovanie charakteristík kalu

Výber CPAM by mal zvážiť:

koncentrácia MLSS

Organický obsah

Vek kalu

Stav trávenia

Typ odvodňovacieho zariadenia

Chyba 3: Zvýšenie dávky polyméru namiesto výberu správnej CPAM

Keď je výkon odvodňovania kalu slabý, jednoduché zvýšenie dávky môže zvýšiť náklady bez zlepšenia výsledkov.

Správne riešenie je zvyčajne:

Vyberte správny iónový stupeň

Optimalizujte dávkovanie

Upravte podmienky miešania

Iónový stupeň katiónového polyakrylamidu je jedným z najdôležitejších faktorov ovplyvňujúcich výkon odvodnenia kalu.

Vo všeobecnosti:

CPAM s nízkym iónovým stupňom (15 % – 25 %)→ Vhodné pre primárne kaly a anorganické kaly

Stredný iónový stupeň CPAM (30 % – 45 %)→ Vhodné pre zmiešaný kal a vyhnitý kal

CPAM s vysokým iónovým stupňom (50 % – 80 %)→ Vhodné pre prebytočný aktivovaný kal

Optimálna CPAM však závisí od skutočných vlastností kalu a prevádzkových podmienok.

Správny proces výberu polyméru v kombinácii s laboratórnym testovaním nádob a hodnotením výkonu zariadenia môže výrazne znížiť spotrebu chemikálií, zlepšiť suchosť kalového koláča a zvýšiť účinnosť čističky odpadových vôd.

1. Čo znamená iónový stupeň CPAM?

Iónový stupeň CPAM sa týka hustoty kladných nábojov pozdĺž katiónového polyakrylamidového molekulového reťazca. Určuje, ako silne interaguje polymér so záporne nabitými časticami kalu.

2. Je vysoký iónový stupeň CPAM vždy lepší?

Nie. Vysoký iónový stupeň CPAM je vhodný len pre kaly so silným záporným nábojom. Nadmerný náboj môže spôsobiť restabilizáciu a znížiť pevnosť vločiek.

3. Aký iónový stupeň CPAM je vhodný pre aktivovaný kal?

Odpadový aktivovaný kal zvyčajne vyžaduje stredný až vysoký iónový stupeň CPAM, bežne medzi 40 % a 80 %, v závislosti od vlastností kalu.

4. Ako môžem otestovať najlepšiu cenu CPAM?

Laboratórny test v nádobe porovnávajúci rôzne iónové stupne je najspoľahlivejšou metódou pred-aplikáciou v plnom rozsahu.

5. Znižuje CPAM vlhkosť kalového koláča?

áno. Správny výber CPAM zlepšuje tvorbu vločiek a uvoľňovanie vody, čím pomáha mechanickému odvodňovaciemu zariadeniu vytvárať suchšie kalové koláče.