Xu Darong 1,2, Zhang Zhongzhi 2, Jiang Hao 1, Ma Zhigang 1
(1. Beijing Guoneng Zhongdian Energy Conservation and Environmental Protection Technology Co., Ltd., Beijing 100022; 2. China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249)
Abstract: In de afvalwater- en afvalverwerking worden PAC en PAM veelvuldig gebruikt als flocculanten en coagulatiemiddelen. Dit artikel beschrijft de toepassingseffecten en de onderzoeksstatus van PAC-PAM in verschillende vakgebieden, geeft een korte beschrijving van de inzichten en visies van diverse onderzoekers op de combinatie van PAC-PAM, en analyseert uitgebreid de toepassingsvereisten en -principes van PAC-PAM onder verschillende experimentele en praktijkomstandigheden. Op basis van de inhoud en analyse van dit literatuuronderzoek wijst dit artikel op het interne principe van de toepassing van PAC-PAM onder diverse werkomstandigheden en benadrukt het dat de combinatie van PAC en PAM ook nadelen kent en dat de toepassingswijze en dosering ervan moeten worden afgestemd op de specifieke situatie.
Trefwoorden: polyaluminiumchloride; polyacrylamide; waterbehandeling; flocculatie
0 Inleiding
In de industrie is het gecombineerde gebruik van polyaluminiumchloride (PAC) en polyacrylamide (PAM) voor de behandeling van afvalwater en soortgelijk afval uitgegroeid tot een volwaardige technologieketen. Het werkingsmechanisme van deze combinatie is echter nog niet volledig opgehelderd en de doseringsverhouding verschilt per toepassing en werksituatie.
Dit artikel analyseert uitgebreid een groot aantal relevante literatuur uit binnen- en buitenland, vat het combinatiemechanisme van PAC en PAM samen en presenteert uitgebreide statistieken over diverse empirische conclusies in combinatie met het daadwerkelijke effect van PAC en PAM in verschillende industrieën. Dit biedt richtinggevende waarde voor verder onderzoek op verwante gebieden.
1. Voorbeeld van onderzoek naar binnenlandse toepassingen van PAC-PAM
Het crosslinking-effect van PAC en PAM wordt in allerlei sectoren toegepast, maar de dosering en ondersteunende behandelmethoden verschillen afhankelijk van de werkomstandigheden en behandelomgeving.
1.1 huishoudelijk afvalwater en gemeentelijk slib
Zhao Yueyang (2013) en anderen hebben het stollingseffect van PAM als stollingshulpmiddel voor PAC en PAFC getest met behulp van een laboratoriumtest. Uit het experiment bleek dat het stollingseffect van PAC na coagulatie met PAM aanzienlijk was toegenomen.
Wang Mutong (2010) en anderen onderzochten het behandelingseffect van PAC + PA op huishoudelijk afvalwater in een stad, en bestudeerden de COD-verwijderingsefficiëntie en andere indicatoren door middel van orthogonale experimenten.
Lin Yingzi (2014) et al. onderzochten het verbeterde coagulatie-effect van PAC en PAM op algen in een waterzuiveringsinstallatie. Yang Hongmei (2017) et al. onderzochten het behandelingseffect van gecombineerd gebruik op kimchi-afvalwater en concludeerden dat de optimale pH-waarde 6 was.
Fu Peiqian (2008) et al. onderzochten het effect van een samengesteld vlokmiddel op hergebruikt water. Door de verwijderingseffecten van onzuiverheden zoals troebelheid, totaal fosfor (TP), chemisch zuurstofverbruik (COD) en fosfaat in watermonsters te meten, werd vastgesteld dat het samengestelde vlokmiddel een goed verwijderingseffect heeft op alle soorten onzuiverheden.
Cao Longtian (2012) en anderen pasten de methode van samengestelde flocculatie toe om de problemen van een trage reactiesnelheid, lichte vlokken en moeilijk bezinkende deeltjes in het waterzuiveringsproces in Noordoost-China, veroorzaakt door de lage temperaturen in de winter, op te lossen.
Liu Hao (2015) et al. onderzochten het behandelingseffect van een samengesteld flocculant op de moeilijk bezinkende en troebelingsverminderende suspensie in huishoudelijk afvalwater en ontdekten dat het toevoegen van een bepaalde hoeveelheid PAM-flocculate, samen met de toevoeging van PAM en PAC, het uiteindelijke behandelingseffect kan bevorderen.
1.2 Afvalwater van druk- en verfbedrijven en afvalwater van papierproductie
Zhang Lanhe (2015) et al. onderzochten het coördinatie-effect van chitosan (CTS) en coagulant bij de behandeling van afvalwater uit de papierindustrie en concludeerden dat het beter was om chitosan toe te voegen.
De verwijderingspercentages van COD en troebelheid werden met respectievelijk 13,2% en 5,9% verhoogd.
Xie Lin (2010) onderzocht het effect van de gecombineerde behandeling van PAC en PAM met afvalwater uit de papierindustrie.
Liu Zhiqiang (2013) en anderen gebruikten zelfgemaakte PAC en een PAC-composietvlokmiddel in combinatie met ultrasone trillingen om afvalwater van de drukkerij- en verfindustrie te behandelen. De conclusie was dat wanneer de pH-waarde tussen 11 en 13 lag, het beste resultaat werd bereikt door eerst PAC toe te voegen en 2 minuten te roeren, en vervolgens nogmaals PAC toe te voegen en 3 minuten te roeren.
Zhou Danni (2016) en anderen onderzochten het behandelingseffect van PAC + PAM op huishoudelijk afvalwater, vergeleken het behandelingseffect van een biologische versneller en een biologisch tegengif, en concludeerden dat PAC + PAM beter was dan de biologische behandelingsmethode wat betreft de verwijdering van olie, maar dat PAC + PAM veel beter was dan de biologische behandelingsmethode wat betreft de waterkwaliteit en toxiciteit.
Wang Zhizhi (2014) et al. onderzochten de behandelingsmethode voor afvalwater uit de middenfase van de papierproductie door middel van PAC + PAM-coagulatie als onderdeel van de methode. Bij een PAC-dosering van 250 mg/L, een PAM-dosering van 0,7 mg/L en een bijna neutrale pH-waarde, bereikte het COD-verwijderingspercentage 68%.
Zuo Weiyuan (2018) en anderen hebben het gemengde flocculatie-effect van Fe3O4 / PAC / PAM onderzocht en vergeleken. Uit de test blijkt dat een verhouding van 1:2:1 voor de behandeling van afvalwater uit de druk- en verfindustrie het beste resultaat oplevert.
LV Sining (2010) et al. onderzochten het behandelingseffect van een combinatie van PAC en PAM op afvalwater uit de middenfase. Het onderzoek toonde aan dat het gecombineerde flocculatie-effect het beste is in een zure omgeving (pH 5). Bij een dosering van 1200 mg/L PAC en 120 mg/L PAM bedroeg het verwijderingspercentage van kabeljauw meer dan 60%.
1.3 Afvalwater van kolenchemie en afvalwater van raffinaderijen
Yang Lei (2013) et al. onderzochten het coagulatie-effect van PAC + PAM bij de behandeling van afvalwater uit de kolenindustrie, vergeleken de resterende troebelheid bij verschillende verhoudingen en gaven de aangepaste dosering van PAM aan op basis van de verschillende initiële troebelheid.
Fang Xiaoling (2014) en anderen vergeleken het coagulatie-effect van PAC + Chi en PAC + PAM op afvalwater van raffinaderijen. Ze concludeerden dat PAC + Chi een beter flocculatie-effect en een hogere COD-verwijderingsefficiëntie had. De experimentele resultaten toonden aan dat de optimale roertijd 10 minuten was en de optimale pH-waarde 7.
Deng Lei (2017) et al. onderzochten het flocculatie-effect van PAC + PAM op afvalwater van boorvloeistoffen, waarbij het COD-verwijderingspercentage meer dan 80% bedroeg.
Wu Jinhua (2017) et al. onderzochten de behandeling van chemisch afvalwater uit de kolenindustrie door middel van coagulatie. De concentratie van PAC bedroeg 2 g/L en die van PAM 1 mg/L. Uit het experiment bleek dat de optimale pH-waarde 8 was.
Guo Jinling (2009) et al. onderzochten het waterzuiverende effect van samengestelde flocculatie en concludeerden dat het verwijderingseffect het beste was bij een dosering van 24 mg/L PAC en 0,3 mg/L PAM.
Lin Lu (2015) et al. onderzochten het flocculatie-effect van een combinatie van PAC en PAM op geëmulgeerd oliehoudend afvalwater onder verschillende omstandigheden en vergeleken dit met het effect van een enkel flocculant. De uiteindelijke dosering was: PAC 30 mg/L, PAM 6 mg/L, omgevingstemperatuur 40 ℃, neutrale pH-waarde en een sedimentatietijd van meer dan 30 minuten. Onder de meest gunstige omstandigheden bereikte de COD-verwijderingsefficiëntie ongeveer 85%.
2. Conclusie en suggesties
De combinatie van polyaluminiumchloride (PAC) en polyacrylamide (PAM) wordt alom gebruikt in allerlei sectoren. Het heeft een groot potentieel op het gebied van afvalwater- en slibzuivering en de industriële waarde ervan moet verder worden onderzocht.
Het combinatiemechanisme van PAC en PAM berust voornamelijk op de uitstekende buigzaamheid van de macromoleculaire keten van PAM, die zich combineert met Al3+ in PAC en –O in PAM om een stabielere netwerkstructuur te vormen. Deze netwerkstructuur kan andere onzuiverheden, zoals vaste deeltjes en oliedruppels, stabiel insluiten, waardoor het een uitstekend zuiverend effect heeft op afvalwater met diverse onzuiverheden, met name afvalwater waarin olie en water samen voorkomen.
Tegelijkertijd kent de combinatie van PAC en PAM ook nadelen. Het gevormde vlokmiddel heeft een hoog watergehalte en de stabiele interne structuur ervan stelt hogere eisen aan de nabewerking. Daarom staat de verdere ontwikkeling van PAC in combinatie met PAM nog steeds voor moeilijkheden en uitdagingen.
Geplaatst op: 9 oktober 2021