Il cloruro di polialuminio è ampiamente utilizzato per coagulare solidi in sospensione e particelle colloidali.molti impianti di depurazione dei discarichi trovano che l'aumento del dosaggio di PAC non produce sempre un miglioramento proporzionale nella rimozione del colore.
La ragione è che il lixiviazione scuro non è semplicemente acqua contenente sporcizia sospesa, ma il suo colore può derivare da complesse sostanze organiche disciolte e colloidali.compresi i composti umico e fulvico formati durante la decomposizione a lungo termine dei rifiutiAlcune di queste sostanze rimangono stabili anche dopo la coagulazione convenzionale.
Combinazione di trattamenti sperimentata
Agente di decolorazione dell'acqua → PAC → pH regolato a circa 7 → PAM anionica
Questo processo ha prodotto una decolorazione visibile e una migliore formazione del flocco assegnando una funzione specifica a ciascuna fase di trattamento.
Perché il liquido di discarica è difficile da decolorare
La composizione del lixiviazione delle discariche cambia con l'età della discarica.mentre il lixiviazione matura contiene spesso una percentuale maggiore di composti refrattari, azoto di ammoniaca, sali e sostanze umide scure.
La sfida del trattamento può includere:
- Colore marrone forte, nero o giallo
- DCO elevato con biodegradabilità limitata
- Particelle colloidali fini
- Alta alcalinità
- Solidi sospesi variabili
- Alto azoto di ammoniaca
- Risposta incoerente ai coagulanti convenzionali
- Limoni che si depositano male o galleggiano
- Rapidi cambiamenti dopo forti piogge
Poiché questi inquinanti hanno proprietà chimiche e fisiche diverse, un coagulante potrebbe non essere in grado di rimuoverli tutti efficacemente.
Che cosa succede quando il PAC viene usato da solo?
Il PAC idrolizza in acqua e forma specie cariche positivamente e precipitati di idrossido di alluminio.Queste specie neutralizzano le particelle cariche negativamente e le catturano attraverso la coagulazione e la floculazioneQuesto meccanismo funziona bene per molti inquinanti in sospensione e colloidali.
Tuttavia, il PAC da solo può avere difficoltà quando:
- Gran parte del colore si dissolve piuttosto che rimanere sospeso
- Gli organici colorati hanno una forte stabilità chimica
- Le acque reflue presentano un'elevata concentrazione di sostanze umide
- Il dosaggio del PAC riduce il pH al di sotto dell'intervallo ottimale
- I microflocchi formati sono troppo piccoli per potersi depositare
- L'eccesso di PAC produce fanghi aggiuntivi senza un miglioramento del colore sufficiente
Il semplice aumento del dosaggio di PAC può aumentare i costi di trattamento e il volume di fanghi, fornendo solo un limitato chiarimento aggiuntivo.Un approccio chimico in più fasi può fornire un trattamento più controllato.
Le quattro funzioni necessarie per un chiarimento efficace
| Funzione richiesta |
Trattamento chimico |
Scopo |
| Decolorazione e destabilizzazione |
Agente decolorante per acqua |
Obiettivi composti organici colorati difficili |
| Coagulazione |
PAC |
Neutralizza le particelle e forma microflocchi |
| Controllo della reazione |
Alcalino |
Regola il pH a circa 7 |
| Ampliamento del fiocco |
PAM anionica |
Costruisce gruppi più grandi per la separazione |
Il valore del processo deriva non solo dai prodotti chimici, ma anche dall'utilizzo in ordine corretto.
Fase 1: puntare la materia organica colorata
Il primo passo ha usato un agente di decolorazione idrica, questo polimero cationico che interagisce con sostanze cariche negativamente, favorendo la neutralizzazione delle cariche,Aggregazione molecolare e destabilizzazione della materia organica colorata.
Questa fase affronta una limitazione del trattamento convenzionale del PAC:Il PAC può coagulare efficacemente le particelle in sospensione, ma può non catturare sufficientemente alcuni composti colorati disciolti o altamente stabiliTrattando in primo luogo queste sostanze, il processo le prepara per la successiva coagulazione PAC.
Fase 2: costruire la struttura di coagulazione con PAC
Una volta che il sistema organico colorato era stato destabilizzato, il PAC aiutava a catturare i composti destabilizzati insieme a particelle sospese e colloidali.
- Ulteriore neutralizzazione della carica
- Formazione di precipitati di idrossido di alluminio
- Cattura di particelle fini
- Formazione dei microflocchi iniziali
- Miglioramento dell'aggregazione globale degli inquinanti
Il decolorante e il PAC non svolgono ruoli identici, ma si completano a vicenda.
Fase 3: Ristabilire un pH adeguato
Il terzo passo è stato l'aggiunta di alcali fino a quando il pH ha raggiunto circa 7.La carica di particelle e le prestazioni di floculazione del PAM possono essere influenzate.
L'adeguamento del pH dopo l'aggiunta di PAC aiuta a tenere conto della variazione effettiva causata dal coagulante.Il pH corretto deve essere determinato sperimentalmente perché il lixiviazione delle discariche può avere un'alcalinità elevata o variabile.Un obiettivo di circa 7 ha funzionato per questo campione, ma non deve essere trattato come un valore universale per ogni pianta.
Fase 4: trasformare i microflocchi in flocchi separabili
La quarta fase ha utilizzato il PAM anionico. Dopo la decolorazione e la coagulazione, molti piccoli aggregati sono rimasti dispersi nell'acqua.collegando questi aggregati in gruppi più grandi.
Una floculazione efficace del PAM può fornire:
- Separazione più rapida tra solido e liquido
- Fiocchi più grandi visibili
- Miglioramento della lucidità dei supernatanti
- Migliore cattura dei fanghi
- Caricamento dei solidi inferiori verso la filtrazione a valle
- Miglioramento delle prestazioni di sedimentazione o di galleggiamento
Il PAM deve essere aggiunto solo dopo che gli inquinanti sono stati destabilizzati e il pH è stato confermato.
Perché l'ordine non può essere casuale
Sequenza raccomandata
Decolorante → PAC → regolazione del pH → PAM anionica
Ogni fase prepara le acque reflue per la fase successiva.può essere consumato da solidi in sospensione facilmente disponibili prima che i composti organici colorati difficili siano stati adeguatamente destabilizzati.
Se il PAM viene aggiunto troppo presto, può interagire con particelle non trattate e sostanze chimiche disciolte, aumentando il consumo di polimeri e producendo fiocchi deboli o irregolari.Se il pH è regolato prima del PAC ma non controllato successivamente, il coagulante può abbassare nuovamente il pH e spostare il processo al di fuori dell'intervallo preferito.
L'ordine di dosaggio corretto migliora l'efficienza chimica e rende più facile riprodurre il test in barattolo.
Strategia di miscelazione raccomandata
Miscelazione rapida
La miscelazione rapida viene utilizzata dopo l'aggiunta dell'agente decolorante dell'acqua e del PAC.Una condizione di riferimento di laboratorio tipica può utilizzare circa 10,000 giri/minuto per 30-60 secondi, a seconda del tester del barattolo e del volume del campione.
Aggiustamento del pH
Misurare il pH dopo la coagulazione del PAC e aggiungere gradualmente l'alcalino.
Miscelazione lenta
Dopo l'aggiunta di PAM anionica, ridurre la velocità di miscelazione.L'obiettivo è consentire il collegamento dei polimeri senza rompere i fiocchi appena formati.
Come ottimizzare i dosaggi chimici
I dosaggi utilizzati in una prova di lixiviazione delle discariche dovrebbero essere trattati come condizioni di prova piuttosto che come raccomandazioni universali.
- Diversi dosaggi di decolorante
- Diversi dosaggi di PAC al livello del decolorante selezionato
- Diversi valori finali del pH
- Gradi PAM multianionici
- Diversi livelli di dosaggio PAM
- Comportamento settling versus flotation
- Volume di fanghi e deidratabilità
Il miglior trattamento non è necessariamente quello con il colore più basso visibile.devono essere presi in considerazione anche i requisiti relativi alla velocità di separazione e al trattamento a valle.
Cosa si deve misurare dopo il test del barattolo?
Il confronto visivo è utile per lo screening, ma sono necessarie misurazioni di laboratorio per confermare le prestazioni.
- Colore
- Turbidità
- CdO
- Solidi in sospensione totali
- Nitrogeno di ammoniaca
- pH
- Conducibilità
- Volume di fanghi
- Tasso di regolamento
- Aluminio residuo, se del caso
- comportamento di filtrazione o disidratazione
La prova di questi parametri impedisce di confondere un campione visivamente chiaro con acqua completamente trattata.
Dove questo processo si inserisce in un impianto di depurazione
Il processo decolorante-PAC-PAM è principalmente una fase di chiarificazione fisico-chimica, che può essere posizionata in diversi punti a seconda della progettazione dell'impianto.
Prima del trattamento biologico
Il pretrattamento può ridurre i solidi in sospensione, il colore e una parte del carico organico che entra nel sistema biologico.
Dopo un trattamento biologico
Il processo può essere utilizzato come fase di lucidatura quando il trattamento biologico lascia colore residuo, sostanze sospese o inquinanti organici non biodegradabili.
Prima del trattamento con membrana
La chiarificazione può ridurre i solidi in sospensione e il carico colloidale prima dell'ultrafiltrazione, della nanofiltrazione o dell'osmosi inversa.devono essere valutati la compatibilità con la membrana e i livelli chimici residui.
Prima dell'ossidazione avanzata
La prima eliminazione degli inquinanti coagulati può ridurre la quantità di ossidante consumata dai solidi non bersaglio e dai composti colorati.
Sedimentazione o flottazione dell'aria disciolta?
Il metodo di separazione finale deve seguire il comportamento effettivo dei fanghi, la sedimentazione è adatta quando i fiocchi generati sono densi e si depositano efficacemente.La flottazione ad aria disciolta può essere preferibile quando:
- Il fango galleggia naturalmente.
- I fiocchi hanno una bassa densità
- Il petrolio o il gas sono presenti
- L' insediamento è lento.
- È necessario un sistema di separazione compatto
Se la prova in barattolo produce fanghi che si muovono verso l'alto, la progettazione su scala completa dovrebbe valutare il DAF invece di costringere il fanghi ad un processo di sedimentazione convenzionale.
Cosa può e cosa non può ottenere questa combinazione
Il processo mira principalmente a migliorare:
- Riduzione del colore
- Coagulazione
- Formazione dei fiocchi
- Rimozione dei solidi sospesi
- Separazione solido-liquido
Può anche rimuovere parte della COD associata a sostanze organiche sospese, colloidali o coagulabili.
- Nitrogeno di ammoniaca
- Alte concentrazioni di sali disciolti
- COD completamente refrattarie disciolte
- Ogni metallo pesante
- Toxicità biologica
- conformità alla scarico finale
Il lixiviazione delle discariche richiede solitamente un tratto di trattamento piuttosto che un singolo passo chimico.
Errori di trattamento comuni
Aumento del PAC senza test di dosaggio
L'eccesso di PAC può aumentare il volume dei fanghi, abbassare il pH e aumentare i costi di trattamento.
Ignorare il pH dopo l'aggiunta di PAC
Il pH iniziale può sembrare adatto, ma il PAC può modificarlo in modo significativo.
Aggiunta di PAM ad alta velocità di miscelazione
L'elevato taglio può rompere le catene polimeriche o danneggiare i fiocchi in via di sviluppo.
Selezione del PAM solo per nome del prodotto
I diversi gradi di PAM anionici variano per peso molecolare e densità di carica.
Giudicare il risultato solo dall'apparenza
Un campione più chiaro può comunque contenere un elevato DCO, azoto di ammoniaca o sali disciolti.
Domande frequenti
Il decolorante e' lo stesso PAC?
Un agente decolorante per l'acqua è un polimero cationico sviluppato per destabilizzare composti organici colorati.precipitazione e coagulazione.
Il decolorante può sostituire il PAC?
In questo processo, il decolorante e il PAC svolgono funzioni complementari.
Perché usare il PAM anionico dopo i prodotti chimici cationici?
Dopo che il decolorante cationico e il PAC hanno destabilizzato gli inquinanti, le superfici delle particelle e la struttura del microflocco risultanti possono rispondere efficacemente al collegamento dei polimeri anionici.La compatibilità deve ancora essere confermata con le acque reflue effettive.
Quanto PAM anionico deve essere usato?
Il dosaggio dipende dal grado di PAM selezionato, dai solidi delle acque reflue, dalla risposta del flocco e dal metodo di separazione..
Questo processo può ridurre la COD?
Il metodo può rimuovere parte della COD associata a sostanze organiche sospese, colloidali e coagulabili.adsorbimento, membrane o ossidazione avanzata.
Il pH neutro e' sempre il migliore?
No. In questo test è stato utilizzato un pH di circa 7. L'intervallo ottimale può variare a seconda della composizione del percolato, del dosaggio di PAC e dell'obiettivo di trattamento.
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Bluwat Chemicals fornisce agenti decoloranti per l'acqua, cloruro di polialuminio e poliacrilammide anionica per la depurazione delle acque reflue industriali.La selezione chimica dovrebbe iniziare con le acque reflue effettive piuttosto che con una formula di dosaggio fissa.
Per una valutazione tecnica iniziale, indicare:
- Tipo di discarica e fonte di lixiviazione
- Volume giornaliero di trattamento
- Colore e aspetto dell'acqua grezza
- pH, COD, azoto di ammoniaca e TSS
- Processo di trattamento esistente
- Prodotti chimici e dosaggi attuali
- Comportamento dell'insediamento o della galleggiazione dei fanghi
- Norma richiesta per l'acqua trattata
Sulla base di queste informazioni e di prove rappresentative effettuate in barattoli, il dosaggio del decolorante, il dosaggio del PAC, l'intervallo di pH, il grado di PAM e il metodo di separazione possono essere ottimizzati per il sistema di trattamento specifico.
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