Анионный или катионный полиакриламид: как выбрать и дозировать
Анионный полиакриламид и катионный полиакриламид имеют разные области применения и случаи. Обычно используйте анионный полиакриламид, когда взвешенные твердые вещества имеют положительный заряд, и используйте катионный полиакриламид при обработке отрицательно заряженного ила/органических веществ. Подтвердите выбор с помощью быстрого анализа в банке, а затем оптимизируйте дозу для быстрого осаждения (осветления) или низкой мутности фильтрата и сильного осадка (обезвоживание). Ниже приведены шаги:
▶ Быстрый выбор: анионный полиакриламид или катионный полиакриламид.
Практическое правило состоит в том, чтобы согласовать заряд полимера с поведением частиц: противоположные заряды способствуют прикреплению, а затем высокая молекулярная масса приводит к образованию мостиков в более крупные хлопья.
| Если ваш стрим выглядит так | Начните с | Типичный целевой результат |
|---|---|---|
| Твердые вещества с высоким содержанием неорганических веществ (например, глины, песок, хлопья гидроксидов металлов) | Анионный полиакриламид | Быстрое осаждение, более прозрачный супернатант |
| Органический/биологический ил (активный ил, сброженный ил, маслянистые эмульсии после коагулянта) | Катионный полиакриламид | Низкая мутность фильтрата, сильные хлопья для обезвоживания. |
▶ Практические ориентиры дозирования (чтобы вы не начали вслепую)
Начните с консервативного диапазона, затем доведите его до наиболее эффективного диапазона, используя тесты в банках (осветление) или испытания на ленточном прессе/центрифуге (обезвоживание).
Осветление и осаждение твердых частиц (мг/л в воде)
- Обычные диапазоны испытаний в банках для осветления сточных вод часто 0,5–15 мг/л в зависимости от содержания твердых веществ и химического состава исходной фазы.
- Если вы уже используете неорганический коагулянт (квасцы/железо), вы часто можете начать с нижней половины этого диапазона, поскольку частицы предварительно агрегированы.
Обезвоживание осадка (кг активного полимера на тонну сухого вещества)
- Практическая стартовая зона для катионного полиакриламида в осадке сброженных сточных вод: 5–15 кг/т сухих веществ .
- Опубликованные данные о случаях обычно попадают в середину этого диапазона; например, в одном исследовании сообщалось об оптимальном вблизи 7,6 кг/т СВ (сухие твердые вещества) для достижения наилучших показателей обезвоживания в условиях испытаний.
▶ Метод испытания в банке для подтверждения лучшего полимера и дозы
Используйте этот подход, чтобы быстро сравнить анионный полиакриламид с катионным полиакриламидом и избежать передозировки (которая может повторно стабилизировать твердые вещества и увеличить мутность).
- Приготовьте свежие растворы полимеров с той же активной концентрацией (пример: 0,1% по массе) и четко промаркируйте.
- В одинаковые химические стаканы дозируйте по лестнице (например: 0,5, 1, 2, 5, 10 мг/л для осветления) как анионных, так и катионных продуктов.
- Быстро перемешайте для кратковременного контакта, затем медленно перемешайте до образования хлопьев; остановитесь и понаблюдайте за скоростью осаждения, силой хлопьев и прозрачностью надосадочной жидкости.
- Выберите лучший результат по измеримой конечной точке (мутность/TSS, время осаждения, прозрачность фильтрата), а затем проведите вокруг него более узкую лестницу дозы.
Прекратите увеличивать дозу, как только производительность выйдет на плато. Лучшая доза обычно находится вблизи точки перегиба, где прозрачность резко улучшается, а затем стабилизируется.
▶ Примеры полевых работ, облегчающие выбор
Когда обычно отдается предпочтение анионному полиакриламиду
- Контроль осадков и обезвоживание зданий, где преобладают штрафы; документированные приложения показали значительное снижение TSS (например, от 42 мг/л до 13 мг/л после фильтрации в одном контексте справочника).
- Сгущение хвостов горнодобывающей промышленности и переработки полезных ископаемых, где основной задачей является связывание шламов с высоким содержанием твердых частиц.
Когда обычно отдается предпочтение катионному полиакриламиду
- Обезвоживание осадка сточных вод (ленточный пресс, центрифуга), где содержание твердых биологических веществ резко отрицательное; Нейтрализация катионного заряда плюс образование мостиков улучшает содержание твердых частиц в кеке и прозрачность фильтрата.
- Системы, богатые растворимыми органическими веществами или эмульгированными маслами после первичного коагулянта, где катионный полимер может улучшить улавливание и дренаж.
▶ Устранение неполадок (частые неисправности и быстрые исправления)
- Флоки крошечные и хрупкие: увеличьте молекулярную массу (или уменьшите сдвиг) и убедитесь, что вы используете правильный тип заряда (анионный или катионный).
- Супернатант становится мутным после более высоких доз: вы, вероятно, передозируете; вернитесь к последней дозе до того, как помутнение ухудшится.
- Обезвоживающий осадок слизистый или плохо стекает: слегка уменьшите дозу и/или перейдите на катионный полиакриламид с более низкой плотностью заряда, чтобы избежать чрезмерной нейтрализации.
- Производительность меняется изо дня в день: отслеживать pH, концентрацию твердых веществ и дозу коагулянта; повторяйте короткий тест в банке всякий раз, когда химические процессы на входе изменяются.
Итог: «правильный» полимер — это тот, который соответствует измеримой конечной точке при самой низкой стабильной дозе — анионный полиакриламид для многих неорганических суспензий, катионный полиакриламид для большинства осадков/органических веществ — подтвержденный быстрым тестом.
