Introducció En posar en servei un sistema d'aigües residuals, calen experiments de-coagulació i sedimentació a petita escala. El fenomen del floc flotant durant aquests experiments és un problema comú però que val la pena analitzar en profunditat. Això sol indicar que un o més aspectes clau del procés experimental necessiten un ajust.
La raó principal perquè el floc suri en comptes d'enfonsar-se és que la densitat del floc és menor que l'aigua o que està suportada per forces externes com les bombolles d'aire. Podem investigar i resoldre sistemàticament aquest problema des dels aspectes següents:
I. Anàlisi de les principals causes i solucions
1. Problemes de dosificació de PAC (clorur de polialumini).
Causes:
- Dosi insuficient: el col·loide d'hidròxid d'alumini produït per hidròlisi és insuficient per neutralitzar completament la càrrega de les partícules col·loïdals a l'aigua, sense formar flòcs grans i densos.
- Dosi excessiva: un PAC excessiu farà que la càrrega superficial de les partícules col·loïdals s'inverteixi (de negatiu a positiu), provocant la reestabilització del col·loide i la dificultat d'agregació. Simultàniament, una hidròlisi excessiva de sal d'alumini consumirà alcalinitat, la qual cosa podria fer que l'aigua sigui àcida, i el col·loide d'hidròxid d'alumini generat serà massa lleuger.
Solucions:
- Realitzar proves de vas de precipitats per determinar la dosi òptima. En general, començar amb 50 mg/L i augmentar gradualment (per exemple, 50, 100, 150, 200 mg/L), observant la formació de flocs i la sedimentació.
- Comproveu si la solució de PAC ha caducat (p. ex., per un temps de preparació excessiu o per la precipitació d'hidròlisi). Es recomana una solució acabada de preparar.
2. Problemes de dosificació de PAM (poliacrilamida).
Causes:
- Per a les aigües residuals generals, s'ha d'utilitzar PAM catiònic perquè les partícules col·loïdals solen estar carregades negativament.
- Si s'utilitza PAM aniònic per error, repel·lirà les partícules carregades negativament, dificultant el pont.
- Si s'utilitza PAM no iònic per error, la discrepància de càrrega pot donar lloc a resultats deficients.
- Seqüència de dosificació incorrecta: primer s'ha d'afegir PAC per a una ràpida mescla i desestabilització. Després d'un interval d'aproximadament 1-2 minuts, s'ha d'afegir PAM per a una barreja lenta i ajuda a la coagulació. Invertir l'ordre o un interval massa curt reduirà significativament l'eficàcia.
- Dosi excessiva: el PAM és un polímer de gran pes-molecular-. L'ús excessiu pot crear un efecte d'"embolcall-", fent que els flóculs es soltin, amb un alt contingut d'aigua i una baixa densitat, fent que surin. Aquesta és una de les causes més probables de la flotació del floc.
- Selecció de tipus PAM incorrecta:
- Concentració de PAM massa alta o dissolució insuficient: això provoca una dispersió desigual a les aigües residuals, un excés localitzat i la formació de "grumolls" que suren.
Solucions:
- Seguiu estrictament l'ordre de "PAC primer, després PAM" i controleu l'interval amb cura.
- Realitzeu proves amb una dosi de PAM significativament reduïda. La dosi de PAM sol ser molt petita, possiblement 1-5 mg/L o fins i tot inferior. Intenta començar amb 0,5 mg/L i augmentar gradualment.
- Confirmeu que s'està utilitzant PAM catiònic. Consulteu el proveïdor o consulteu les instruccions del producte.
- La solució de PAM s'ha d'agitar i dissoldre a fons (normalment requereix 40-60 minuts). La concentració recomanada és del 0,1% al 0,3% (parts per mil a tres parts per mil).
3. Característiques de la qualitat de les aigües residuals
Causes:
- Elevats nivells d'oli o matèria orgànica a l'aigua: Aquestes substàncies tenen una densitat baixa i, quan estan encapsulades per flocs, redueixen la densitat global.
- Contingut excessiu de sal o tensioactiu: això pot afectar els efectes d'hidròlisi i neutralització de càrrega del reactiu.
- Càrrega orgànica excessiva a l'aigua: això forma flocs "enganxos" que encapsulen les bombolles d'aire.
Solucions:
- Si és possible, entengueu la font i els components principals de les aigües residuals.
- Intenteu ajustar el valor del pH. El rang de pH òptim per a PAC és generalment de 6,5-7,5. Un pH massa baix o massa alt afectarà la morfologia dels seus productes d'hidròlisi. Ajusteu el pH amb NaOH o àcid diluït i torneu-ho a provar.
- Considereu si és necessari un pretractament (com la separació d'oli).
4. Funcionament experimental i condicions hidràuliques
Causes:
- Etapa de dosificació de PAC: requereix una barreja ràpida i vigorosa (p. ex., 250-300 rpm, 30-60 segons) per garantir una dispersió instantània i uniforme del reactiu.
- Etapa d'addició de PAM: es requereix una barreja lenta i suau (per exemple, 40-60 rpm, 10-20 minuts) per promoure el creixement del floc sense trencar-los.
- Intensitat i temps de mescla inadequats:
- Aire introduït durant la mescla: la mescla vigorosa o la col·locació inadequada de l'agitador poden introduir grans quantitats d'aire a l'aigua, formant microbombolles que s'adhereixen als flocs i fan que flotin.
- Temps de sedimentació insuficient: els flocs no s'han compactat i assentat completament.
- Temperatura baixa de l'aigua: quan la temperatura de l'aigua és per sota dels 10 graus, la hidròlisi i les velocitats de reacció s'alenteixen, donant lloc a flocs petits i solts.
Solucions:
- Controleu estrictament el procediment de mescla en dues etapes i la intensitat.
- Comproveu la profunditat de l'agitador per evitar que es creïn remolins a la superfície líquida que introdueixin aire.
- Deixeu un temps de sedimentació suficient (p. ex., 30 minuts) i observeu acuradament els canvis al llarg del procés.
II. Resum dels passos ràpids de resolució de problemes
1. Redueix la dosi: redueix significativament la quantitat de PAM afegit; aquesta és la variable més probable i més fàcil d'ajustar.
2.Comprovar la seqüència: Confirmeu la seqüència de dosificació com a PAC → (agitació ràpida durant 1-2 minuts) → PAM → (agitació lenta).
3. Validar els reactius:
- Prepareu aigües residuals simulades amb aigua neta i argila estàndard (per exemple, caolí) per provar l'eficàcia de PAC/PAM i descartar problemes d'inactivació de reactius.
- Confirmeu el tipus de PAM.
4. Optimitzar el procés:
- Realitzeu una prova sistemàtica de Jar, provant diferents dosis de PAC (amb una petita quantitat fixa de PAM) i diferents dosificacions de PAM (amb una dosi òptima fixa de PAC) en diversos vasos de precipitats.
- Comproveu i ajusteu la velocitat i el temps d'agitació ràpida i lenta.
5. Observa els detalls:
- Es produeix la flotació del floc durant l'agitació o després de la sedimentació? La flotació durant l'agitació sovint està relacionada amb les bombolles d'aire, mentre que la flotació després de la sedimentació sovint està relacionada amb el fet que els flóculs són massa lleugers.
- Observeu la morfologia del floc: són núvols grans i esponjosos-(possiblement a causa de PAM excessiu) o petits i tèrbols (PAC insuficient o barreja inadequada)?
