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., Pechino 100022; 2. China University of Petroleum (Pechino), Pechino 102249)
Abstract: Nel campo del trattamento delle acque reflue e dei residui di scarto, il PAC e il PAM sono ampiamente utilizzati come flocculanti e coadiuvanti di coagulazione. Questo articolo introduce l'efficacia applicativa e lo stato della ricerca sul PAC-PAM in diversi ambiti, descrive brevemente la comprensione e le opinioni di diversi ricercatori sulla combinazione di PAC e PAM e analizza in modo esaustivo i requisiti e i principi di applicazione del PAC-PAM in diverse condizioni sperimentali e sul campo. Sulla base del contenuto e dei risultati dell'analisi, questo articolo evidenzia il principio interno del PAC-PAM applicato a varie condizioni operative e sottolinea che la combinazione di PAC e PAM presenta anche dei limiti, e che la sua modalità di applicazione e il dosaggio devono essere decisi in base alla situazione specifica.
Parole chiave: policloruro di alluminio; poliacrilammide; trattamento delle acque; flocculazione
0 Introduzione
In ambito industriale, l'uso combinato di policloruro di alluminio (PAC) e poliacrilammide (PAM) per il trattamento delle acque reflue e di rifiuti simili ha dato vita a una filiera tecnologica consolidata, ma il meccanismo d'azione congiunto non è ancora del tutto chiaro e il rapporto di dosaggio varia a seconda delle diverse condizioni operative e dei vari settori di applicazione.
Questo articolo analizza in modo esaustivo un'ampia gamma di letteratura pertinente, sia nazionale che internazionale, riassume il meccanismo di combinazione di PAC e PAM e fornisce statistiche complete su varie conclusioni empiriche, tenendo conto dell'effetto reale di PAC e PAM in diversi settori, il che riveste un'importanza orientativa per ulteriori ricerche in ambiti correlati.
1. Esempio di ricerca sull'applicazione domestica del pac-pam
L'effetto reticolante di PAC e PAM viene utilizzato in tutti i campi, ma il dosaggio e i metodi di trattamento di supporto variano a seconda delle condizioni di lavoro e degli ambienti di trattamento.
1.1 acque reflue domestiche e fanghi urbani
Zhao Yueyang (2013) e altri hanno testato l'effetto coagulante del PAM come coadiuvante coagulante per PAC e PAFC utilizzando il metodo del test in laboratorio. L'esperimento ha rilevato che l'effetto coagulante del PAC dopo la coagulazione con PAM è stato notevolmente aumentato.
Wang Mutong (2010) e altri hanno studiato l'effetto del trattamento con PAC + PA sulle acque reflue domestiche in una città e hanno studiato l'efficienza di rimozione del COD e altri indicatori attraverso esperimenti ortogonali.
Lin Yingzi (2014) et al. hanno studiato l'effetto di coagulazione potenziato di PAC e PAM sulle alghe negli impianti di trattamento delle acque. Yang Hongmei (2017) et al. hanno studiato l'effetto del trattamento dell'uso combinato sulle acque reflue del kimchi e hanno considerato che il valore ottimale del pH fosse 6.
Fu Peiqian (2008) et al. hanno studiato l'effetto del flocculante composito applicato al riutilizzo dell'acqua. Misurando gli effetti di rimozione di impurità come torbidità, TP, COD e fosfati in campioni d'acqua, si è scoperto che il flocculante composito ha un buon effetto di rimozione su tutti i tipi di impurità.
Cao Longtian (2012) e altri hanno adottato il metodo di flocculazione composita per risolvere i problemi di velocità di reazione lenta, fiocchi leggeri e difficoltà di affondamento nel processo di trattamento delle acque nella Cina nord-orientale a causa delle basse temperature invernali.
Liu Hao (2015) et al. hanno studiato l'effetto del trattamento del flocculante composito sulla difficile sedimentazione e sulla riduzione della torbidità delle sospensioni nelle acque reflue domestiche, e hanno scoperto che l'aggiunta di una certa quantità di flocculante PAM insieme all'aggiunta di PAM e PAC può migliorare l'effetto del trattamento finale.
1.2 acque reflue di stampa e tintura e acque reflue di fabbricazione della carta
Zhang Lanhe (2015) et al. hanno studiato l'effetto di coordinamento del chitosano (CTS) e del coagulante nel trattamento delle acque reflue della produzione della carta e hanno scoperto che era meglio aggiungere chitosano
I tassi di rimozione del COD e della torbidità sono aumentati rispettivamente del 13,2% e del 5,9%.
Xie Lin (2010) ha studiato l'effetto del trattamento combinato di PAC e PAM sulle acque reflue della produzione della carta.
Liu Zhiqiang (2013) e altri hanno utilizzato PAC autoprodotto e flocculante composito PAC combinato con ultrasuoni per trattare le acque reflue di stampa e tintura. Si è concluso che, quando il valore del pH era compreso tra 11 e 13, l'aggiunta iniziale di PAC e la successiva agitazione per 2 minuti, seguita dall'aggiunta di PAC e agitazione per 3 minuti, ha prodotto i migliori risultati di trattamento.
Zhou Danni (2016) e altri hanno studiato l'effetto del trattamento di PAC + PAM sulle acque reflue domestiche, confrontando l'effetto del trattamento con un acceleratore biologico e un antidoto biologico, e hanno scoperto che PAC + PAM era migliore del metodo di trattamento biologico nell'effetto di rimozione del petrolio, ma PAC + PAM era molto migliore del metodo di trattamento biologico nella tossicità per la qualità dell'acqua.
Wang Zhizhi (2014) et al. hanno studiato il metodo di trattamento delle acque reflue della fase intermedia della produzione della carta mediante coagulazione con PAC + PAM come parte del metodo. Quando il dosaggio di PAC è di 250 mg/L, il dosaggio di PAM è di 0,7 mg/L e il valore del pH è quasi neutro, il tasso di rimozione del COD raggiunge il 68%.
Zuo Weiyuan (2018) e altri hanno studiato e confrontato l'effetto di flocculazione mista di Fe3O4 / PAC / PAM. Il test mostra che quando il rapporto dei tre è 1:2:1, l'effetto di trattamento delle acque reflue di stampa e tintura è il migliore.
LV Sining (2010) et al. hanno studiato l'effetto del trattamento della combinazione PAC + PAM sulle acque reflue di fase intermedia. La ricerca mostra che l'effetto di flocculazione composito è migliore in ambiente acido (pH 5). Il dosaggio di PAC è di 1200 mg/L, il dosaggio di PAM è di 120 mg/L e il tasso di rimozione del COD è superiore al 60%.
1.3 acque reflue chimiche del carbone e acque reflue di raffinazione
Yang Lei (2013) et al. hanno studiato l'effetto di coagulazione di PAC + PAM nel trattamento delle acque reflue dell'industria del carbone, hanno confrontato la torbidità residua in base a diversi rapporti e hanno fornito il dosaggio regolato di PAM in base alla diversa torbidità iniziale.
Fang Xiaoling (2014) e altri hanno confrontato l'effetto di coagulazione di PAC + Chi e PAC + PAM sulle acque reflue di raffineria. Hanno concluso che PAC + Chi presentava un migliore effetto di flocculazione e una maggiore efficienza di rimozione del COD. I risultati sperimentali hanno mostrato che il tempo di agitazione ottimale era di 10 minuti e il valore di pH ottimale era 7.
Deng Lei (2017) et al. hanno studiato l'effetto flocculante di PAC + PAM sulle acque reflue del fluido di perforazione e il tasso di rimozione del COD ha raggiunto oltre l'80%.
Wu Jinhua (2017) et al. hanno studiato il trattamento delle acque reflue chimiche del carbone mediante coagulazione. Il PAC è di 2 g/L e il PAM è di 1 mg/L. L'esperimento mostra che il valore di pH migliore è 8.
Guo Jinling (2009) et al. hanno studiato l'effetto del trattamento delle acque mediante flocculazione composita e hanno considerato che l'effetto di rimozione era migliore quando il dosaggio di PAC era di 24 mg/L e quello di PAM era di 0,3 mg/L.
Lin Lu (2015) et al. hanno studiato l'effetto flocculante della combinazione PAC-PAM su acque reflue contenenti olio emulsionato in diverse condizioni e hanno confrontato l'effetto del singolo flocculante. Il dosaggio finale è: PAC 30 mg/L, PAM 6 mg/L, temperatura ambiente 40 ℃, valore di pH neutro e tempo di sedimentazione superiore a 30 min. Nelle condizioni più favorevoli, l'efficienza di rimozione del COD raggiunge circa l'85%.
2. Conclusioni e suggerimenti
La combinazione di policloruro di alluminio (PAC) e poliacrilammide (PAM) è ampiamente utilizzata in diversi ambiti. Presenta un grande potenziale nel settore del trattamento delle acque reflue e dei fanghi, e il suo valore industriale necessita di ulteriori approfondimenti.
Il meccanismo di combinazione di PAC e PAM si basa principalmente sull'eccellente duttilità della catena macromolecolare del PAM, che, combinandosi con Al3+ nel PAC e –O nel PAM, forma una struttura reticolare più stabile. Questa struttura reticolare è in grado di inglobare stabilmente altre impurità, come particelle solide e goccioline d'olio, garantendo così un eccellente trattamento delle acque reflue con diverse tipologie di impurità, in particolare in presenza di miscele di olio e acqua.
Allo stesso tempo, la combinazione di PAC e PAM presenta anche dei difetti. L'elevato contenuto di acqua del flocculato formatosi e la sua stabile struttura interna comportano maggiori esigenze per il trattamento secondario. Pertanto, l'ulteriore sviluppo della combinazione di PAC e PAM incontra ancora difficoltà e sfide.
Data di pubblicazione: 9 ottobre 2021