Emulsão de poliacrilamida catiônica para tratamento de águas residuais

A lógica central da escolha do peso molecular da poliacrilamida de copolimerização (PAM) de acordo com as propriedades do lodo é a adequação à dispersibilidade, à proporção de água ligada, às características da superfície e à viscosidade das partículas do lodo. Ao equilibrar a capacidade de ponte (") e a viscosidade da solução ("h) da poliacrilamida PAM em águas residuais, é possível obter floculação e desidratação eficientes: 

1. Concentração de lodo (SS, Teor de sólidos suspensos) A concentração de lodo determina diretamente a distância entre as partículas e a dificuldade de mistura, e é a base principal para a escolha do peso molecular: 

Lodo de baixa concentração

Características: As partículas são esparsas, altamente dispersas e a distância entre elas é grande. Longas cadeias moleculares são necessárias para formar uma ponte que conecta as partículas dispersas em flocos. 

Peso molecular adequado da emulsão de polímero de poliacrilamida: Alto peso molecular (18 - 25 milhões). 

Motivo: A poliacrilamida de copolimerização de cadeia longa pode adsorver múltiplas partículas em uma distância maior, formando flocos grandes e compactos (tamanho de partícula de 1 a 3 mm), acelerando a sedimentação ou a desidratação. 

Lodo de média concentração (1% ≤ SS ≤ 5%, como lodo misto municipal) 

Características: A densidade de partículas é moderada, com partículas dispersas e um pequeno número de agregados naturais. É necessário equilibrar a capacidade de formação de pontes e a fluidez da solução. Peso molecular adequado da poliacrilamida de copolimerização: Peso molecular médio (12-18 milhões).

Motivo: Cadeias de comprimento médio podem levar em conta tanto a conexão das partículas quanto a mistura uniforme, evitando a alta viscosidade da poliacrilamida de alto peso molecular, que causa fechamento local (água retida dentro dos flocos) ou formação de pontes insuficientes na poliacrilamida de baixo peso molecular (PAM) em águas residuais. Para lodo municipal (SS = 3%), utilizando poliacrilamida de copolimerização com peso molecular de 15 milhões, o teor de umidade da torta de filtro é 3% a 5% menor do que o da PAM com peso molecular de 20 milhões. 

Lodo de alta concentração (SS > 5%, como lodo químico, lodo de fabricação de papel)

Características: As partículas são densas e altamente viscosas (semelhantes a uma pasta), e a poliacrilamida de copolimerização tem dificuldade de penetrar no interior, formando facilmente uma camada "shell" na superfície (somente a camada externa flocula, e a água interna não pode ser separada). 

Peso molecular adequado da poliacrilamida de copolimerização: Baixo peso molecular (8 - 12 milhões). 

Motivo: A poliacrilamida copolimerizada de cadeia curta possui baixa viscosidade (na mesma concentração, a viscosidade da poliacrilamida copolimerizada de 8 milhões de pesos moleculares é apenas 1/3 da do PAM de 20 milhões de pesos moleculares), o que permite que penetre rapidamente no interior do lodo, adsorva partículas uniformemente e evite o enclausuramento da superfície. Para um lodo específico de fabricação de papel (SS = 6%), o uso de PAM com peso molecular de 10 milhões reduz o tempo de dissolução em 50% e aumenta a eficiência de desidratação em 20% em comparação com a emulsão de polímero de poliacrilamida de 18 milhões de pesos moleculares. 

2. Conteúdo de matéria orgânica (relação VS/TS) 

O teor de matéria orgânica reflete a proporção de flocos biológicos (como EPS) no lodo, afetando diretamente as características da superfície das partículas e a proporção de água ligada: 

Lodo com alto teor de matéria orgânica (VS/TS > 60%, como lodo ativado em excesso, lodo municipal)

Características: Contém grande quantidade de polímeros extracelulares (EPS), com partículas finas (tamanho de partícula < 50μm), alta proporção de água ligada (> 30%), fortes cargas negativas na superfície e é fácil de dispersar. 

Peso molecular adequado da emulsão de polímero de poliacrilamida: Peso molecular médio alto (15 - 22 milhões).

Motivo: A barreira coloidal formada pelo EPS requer uma emulsão de polímero de poliacrilamida de cadeia longa para penetrar. Graças à maior capacidade de ligação, a estabilidade coloidal é quebrada e as partículas finas são aglomeradas em flocos resistentes ao cisalhamento. Por exemplo, para lodo municipal em excesso (VS/TS = 70%), utilizando floculante líquido catiônico com peso molecular de 18 milhões (grau iônico 30%) e condicionado com PAC, o SS do sobrenadante após a desidratação centrífuga é reduzido de 200 mg/L para 80 mg/L.

Lodo com baixo teor de matéria orgânica (VS/TS < 40%, como lodo inorgânico, lodo de câmara de areia)

Características: É composto principalmente de partículas inorgânicas (areia, solo, minerais), com partículas grossas (tamanho de partícula > 100μm), menos água ligada, cargas superficiais fracas e é fácil de sedimentar naturalmente. 

Peso molecular adequado do floculante líquido catiônico: baixo peso molecular médio (8-15 milhões).

Motivo: As partículas em si são fáceis de aglomerar e não requerem cadeias moleculares excessivamente longas. As cadeias curtas do floculante líquido catiônico de baixo peso molecular médio permitem uma conexão eficaz, e a característica de baixa viscosidade evita o bloqueio do tecido filtrante. Para um determinado lodo de mineração (VS/TS = 30%), utilizando floculante líquido aniônico com peso molecular de 10 milhões, a velocidade de filtração sob pressão é 25% mais rápida do que a do PAM de poliacrilamida com peso molecular de 18 milhões em águas residuais. 

3. Tamanho das partículas e área de superfície específica Quanto mais finas as partículas e maior a área de superfície específica, mais longas serão as cadeias moleculares necessárias para cobrir e conectar as partículas.

Lodo de partículas finas (tamanho de partícula < 50μm, como lodo bioquímico, lodo de impressão e tingimento)

Características: Possui grande área superficial específica (> 1000 cm²/g), alta energia superficial e adsorve facilmente moléculas de água para formar um coloide estável. Uma forte força de ponte é necessária para romper a estabilidade. 

Peso molecular adequado da emulsão de polímero de poliacrilamida: Peso molecular médio alto (15 - 20 milhões). 

 Lodo de partículas grossas (tamanho de partícula > 100μm, como lodo de câmara de areia, lodo de siderurgia)

Características: Possui uma pequena área de superfície específica (< 500 cm²/g), e as partículas são fáceis de colidir e aglomerar, com baixa demanda por comprimento de cadeia de ligação.

Peso molecular adequado da emulsão de polímero de poliacrilamida: Peso molecular baixo-médio (8 - 15 milhões). 

4. Valor de pH e ambiente iônico 

O valor do pH e a força iônica do lodo afetarão a dissolução, a estabilidade da carga e a capacidade de adsorção da emulsão de polímero de poliacrilamida, afetando indiretamente a seleção do peso molecular. 

Lodo fortemente ácido (pH < 4, como lodo de decapagem química)

Características: A concentração de H⁺ é alta, o que pode causar a hidrólise do PAM aniônico (quebra da cadeia molecular), e o floculante líquido catiônico é mais estável em ambiente ácido.

Peso molecular adequado da emulsão de polímero de poliacrilamida: Peso molecular médio (12 - 16 milhões) (para evitar a quebra da cadeia e a falha do floculante líquido catiônico de alto peso molecular em um ambiente ácido). 

Motivo: Cadeias de comprimento médio são mais estáveis em um ambiente ácido e podem atender aos requisitos básicos de ligação ao mesmo tempo. 

Lodo fortemente alcalino (pH > 10, como lodo condicionado por cal)

Características: OH⁻ aumentará a rigidez das partículas de lodo (como partículas de Ca(OH)₂ formadas por cal) e o poliacrilamida de cadeia longa PAM em usos de águas residuais é necessário para conectar partículas rígidas dispersas. 

Peso molecular adequado: Alto peso molecular (20 - 25 milhões). 

Lodo com alto teor de sal (como lodo de dessalinização, lodo de águas residuais decapado)

Características: A alta força iônica comprime a dupla camada elétrica, as partículas são fáceis de aglomerar, mas os flocos são soltos, e um comprimento de cadeia apropriado é necessário para aumentar a força dos flocos. 

Peso molecular adequado do floculante líquido catiônico: Peso molecular médio (12 - 18 milhões) (para evitar o aumento anormal na viscosidade do floculante líquido catiônico de alto peso molecular devido à formação de sal).

Atributos específicos do setor:

Outros Atributos:

Capacidade de fornecimento:

Tempo de espera:

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