Сюй Даронг 1,2, Чжан Чжунчжи 2, Цзян Хао 1, Ма Чжиган 1
(1. Пекинская компания «Гуонэн Чжундиан» по энергосбережению и технологиям защиты окружающей среды, Пекин 100022; 2. Китайский нефтяной университет (Пекин), Пекин 102249)
Аннотация: В области очистки сточных вод и отходов полиалюминиевый карбонат (ПАК) и полиакриламид (ПАМ) широко используются в качестве распространенных флокулянтов и коагулянтов. В данной статье рассматриваются эффективность применения и состояние исследований ПАК-ПАМ в различных областях, кратко описываются представления и взгляды различных исследователей на комбинацию ПАК-ПАМ, а также проводится всесторонний анализ требований к применению и принципов действия ПАК-ПАМ в различных экспериментальных и полевых условиях. На основе содержания и результатов анализа, в данной статье указывается внутренний принцип действия ПАК-ПАМ в различных условиях работы, а также отмечаются недостатки комбинации ПАК и ПАМ, и необходимость выбора способа применения и дозировки в зависимости от конкретной ситуации.
Ключевые слова: полиалюминиевый хлорид; полиакриламид; водоочистка; флокуляция
0 Введение
В промышленной сфере комбинированное использование полиалюминиевого хлорида (ПАХ) и полиакриламида (ПАМ) для очистки сточных вод и аналогичных отходов сформировало зрелую технологическую цепочку, однако механизм их совместного действия неясен, а соотношение дозировок для различных условий работы в разных областях также различно.
В данной работе проведен всесторонний анализ большого количества соответствующей литературы отечественного и зарубежного происхождения, обобщен механизм сочетания PAC и PAC, а также представлены комплексные статистические данные по различным эмпирическим выводам в сочетании с фактическим эффектом PAC и PAM в различных отраслях промышленности, что имеет важное значение для дальнейших исследований в смежных областях.
1. Пример исследования применения PAC-PAM в стране.
Эффект сшивания PAC и PAM используется во всех сферах жизни, однако дозировка и методы поддерживающей терапии различаются в зависимости от условий труда и среды проведения лечения.
1.1 бытовые сточные воды и муниципальный осадок
Чжао Юэян (2013) и другие исследователи провели эксперимент по изучению коагуляционного эффекта полиакриламида (ПАМ) в качестве вспомогательного коагулянта для полиакриламида (ПАЦ) и полиакриловой кислоты (ПАФК) с использованием метода лабораторных испытаний. Эксперимент показал, что коагуляционный эффект ПАК после коагуляции ПАМ значительно усилился.
Ван Мутун (2010) и другие исследователи изучали эффективность очистки бытовых сточных вод в городе с помощью PAC + PA, а также эффективность удаления ХПК и другие показатели посредством ортогональных экспериментов.
Лин Инцзи (2014) и др. изучили эффект усиления коагуляции водорослей при использовании PAC и PAM на водоочистных сооружениях. Ян Хунмэй (2017) и др. изучили эффект комбинированного применения при очистке сточных вод, используемых для производства кимчи, и пришли к выводу, что оптимальное значение pH составляет 6.
Фу Пэйцянь (2008) и др. изучили эффект применения композитного флокулянта для повторного использования воды. Измерив эффективность удаления таких примесей, как мутность, общий фосфор, ХПК и фосфаты, из образцов воды, было установлено, что композитный флокулянт обладает хорошим эффектом удаления всех видов примесей.
Цао Лунтянь (2012) и другие исследователи применили метод комбинированной флокуляции для решения проблем медленной скорости реакции, легких хлопьев и трудностей с осаждением в процессе водоподготовки в Северо-Восточном Китае из-за низких температур зимой.
Лю Хао (2015) и др. изучили эффект обработки бытовых сточных вод композитным флокулянтом при трудноосадочной и мутной обработке суспензий и обнаружили, что добавление определенного количества флокулянта ПАМ одновременно с добавлением ПАМ и ПАК может повысить конечный эффект обработки.
1.2 Сточные воды полиграфических и красильных производств и сточные воды бумажного производства
Чжан Ланьхэ (2015) и др. изучили координационный эффект хитозана (CTS) и коагулянта при очистке сточных вод бумажного производства и обнаружили, что добавление хитозана является оптимальным решением.
Показатели удаления ХПК и мутности увеличились на 13,2% и 5,9% соответственно.
Се Лин (2010) исследовал влияние комбинированной обработки сточных вод бумажного производства с использованием PAC и PAM.
Лю Чжицян (2013) и другие использовали самодельный активированный уголь (ПАУ) и композитный флокулянт на основе ПАУ в сочетании с ультразвуком для очистки сточных вод полиграфических и красильных производств. Было установлено, что при значении pH от 11 до 13 сначала добавляли ПАУ и перемешивали в течение 2 минут, а затем добавляли ПАУ и перемешивали в течение 3 минут, при этом эффект очистки был наилучшим.
Чжоу Данни (2016) и другие исследователи изучали эффективность очистки бытовых сточных вод с помощью PAC + PAM, сравнивали эффективность биологического ускорителя и биологического антидота и обнаружили, что PAC + PAM превосходит биологический метод очистки по эффективности удаления нефти, но значительно превосходит биологический метод очистки по эффективности удаления токсичных веществ из воды.
Ван Чжичжи (2014) и др. изучили метод очистки сточных вод средней стадии производства бумаги с помощью коагуляции PAC + PAM в рамках данного метода. При дозировке PAC 250 мг/л, дозировке PAM 0,7 мг/л и значении pH, близком к нейтральному, степень удаления ХПК достигает 68%.
Цзо Вэйюань (2018) и другие исследователи изучали и сравнивали эффект смешанной флокуляции Fe3O4 / PAC / PAM. Тест показал, что при соотношении этих трех компонентов 1:2:1 достигается наилучший эффект очистки сточных вод полиграфической и красильной промышленности.
Л.В. Сининг (2010) и др. изучили эффективность обработки сточных вод средней стадии с помощью комбинации PAC + PAM. Исследование показало, что наилучший эффект флокуляции достигается в кислой среде (pH 5). При дозировке PAC 1200 мг/л и PAM 120 мг/л степень удаления ХПК составляет более 60%.
1.3 Сточные воды угольных химических заводов и нефтеперерабатывающих предприятий
Ян Лэй (2013) и др. изучили эффект коагуляции PAC + PAM при очистке сточных вод угольной промышленности, сравнили остаточную мутность при различных соотношениях и предложили скорректированную дозировку PAM в зависимости от исходной мутности.
Фан Сяолин (2014) и другие сравнили эффект коагуляции PAC + Chi и PAC + PAM на сточных водах нефтеперерабатывающих заводов. Они пришли к выводу, что PAC + Chi обладает лучшим флокуляционным эффектом и более высокой эффективностью удаления ХПК. Экспериментальные результаты показали, что оптимальное время перемешивания составляет 10 минут, а оптимальное значение pH — 7.
Дэн Лэй (2017) и др. изучили эффект флокуляции PAC + PAM на сточных водах бурового раствора, и степень удаления ХПК достигла более 80%.
У Цзиньхуа (2017) и др. исследовали очистку сточных вод угольной химической промышленности методом коагуляции. Концентрация PAC составляла 2 г/л, а PAM — 1 мг/л. Эксперимент показал, что оптимальное значение pH равно 8.
Го Цзиньлин (2009) и др. изучили эффект комплексной флокуляции при очистке воды и пришли к выводу, что наилучший эффект удаления достигается при дозировке PAC 24 мг/л и PAM 0,3 мг/л.
Лин Лу (2015) и др. изучили эффект флокуляции комбинации PAC-PAM на сточных водах, содержащих эмульгированное масло, в различных условиях и сравнили эффект с эффектом отдельных флокулянтов. Конечная дозировка: PAC 30 мг/л, PAM 6 мг/л, температура окружающей среды 40 ℃, нейтральное значение pH и время осаждения более 30 мин. В наиболее благоприятных условиях эффективность удаления ХПК достигает около 85%.
2. Заключение и предложения
Сочетание полиалюминиевого хлорида (ПАХ) и полиакриламида (ПАМ) широко используется во всех сферах жизни. Оно обладает большим потенциалом в области очистки сточных вод и осадка, и его промышленная ценность требует дальнейшего изучения.
Механизм взаимодействия PAC и PAM в основном зависит от превосходной пластичности макромолекулярной цепи PAM, которая в сочетании с Al3+ в PAC и –O в PAM образует более стабильную сетевую структуру. Эта сетевая структура способна стабильно обволакивать другие примеси, такие как твердые частицы и капли масла, поэтому она обладает превосходным эффектом очистки сточных вод с различными примесями, особенно при одновременном наличии масла и воды.
В то же время, сочетание PAC и PAM также имеет недостатки. Содержание воды в образующемся флокуляте высокое, а его стабильная внутренняя структура приводит к более высоким требованиям к вторичной обработке. Поэтому дальнейшее развитие сочетания PAC и PAM по-прежнему сталкивается с трудностями и проблемами.
Дата публикации: 09.10.2021