Emulsão CPAM para tratamento de águas residuais

O efeito de floculação do CPAM líquido atiônico reticulado é resultado de sua interação com poluentes presentes no esgoto, como partículas coloidais, emulsões de petróleo bruto e sólidos em suspensão. É influenciado por diversos fatores, incluindo as propriedades do próprio agente, os parâmetros ambientais do esgoto e as condições operacionais. 

Os fatores de influência específicos são os seguintes: 

1. Propriedades do CPAM para agente de tratamento de água

A estrutura molecular e as propriedades físico-químicas do líquido CPAM são a base para determinar o efeito de floculação do líquido CPAM, incluindo principalmente os seguintes parâmetros: 

1). Grau de reticulação do líquido CPAM

O grau de reticulação refere-se à densidade de ligações de reticulação entre cadeias moleculares, afetando diretamente a compactação da estrutura da rede tridimensional. 

Se o teor de líquido CPAM for muito baixo: A estrutura tridimensional fica frouxa, com baixa resistência mecânica e baixa resistência ao cisalhamento. É propensa à quebra em condições de alto fluxo ou agitação, resultando na diminuição da capacidade de formação de pontes e na fácil quebra dos flocos. 

Se o grau de reticulação for muito alto: A cadeia molecular do líquido CPAM torna-se muito rígida e sua solubilidade diminui (podendo até mesmo ser difícil de dissolver). Ele não pode ser totalmente disperso no esgoto para entrar em contato com poluentes, e uma estrutura de rede excessivamente densa pode dificultar o encapsulamento e a adsorção de partículas coloidais, levando à redução da eficiência da floculação. 

2) Grau catiônico do líquido CPAM

O grau catiônico do líquido CPAM determina a capacidade de neutralização de carga e afeta diretamente a eficiência de adsorção de poluentes com carga negativa (como emulsões de petróleo bruto e partículas de argila). 

3) Peso molecular do líquido CPAM

O peso molecular do líquido CPAM afeta o comprimento da cadeia molecular e o efeito de impedimento estérico. 

Quando o peso molecular é alto: a cadeia do líquido CPAM é mais longa e a capacidade de ligação é mais forte, o que permite conectar mais partículas coloidais para formar flocos maiores. No entanto, um peso molecular muito alto pode levar à diminuição da solubilidade e é propenso à quebra em ambientes de alto cisalhamento. 

Quando o peso molecular é pequeno: a cadeia do líquido CPAM é curta, a capacidade de ligação é fraca, os flocos são pequenos e a sedimentação é lenta. 

Em aplicações práticas, um peso molecular correspondente (geralmente entre 1 milhão e 10 milhões) precisa ser selecionado de acordo com a vazão de esgoto (resistência ao cisalhamento) e o tamanho das partículas dos poluentes. 

2. Parâmetros de qualidade da água de esgoto 

O esgoto de campos petrolíferos tem uma composição complexa (contendo óleo, sólidos em suspensão, alta salinidade, alta temperatura, etc.) e suas características de qualidade da água afetam diretamente a interação entre o líquido CPAM e os poluentes:

1). Valor de pH: O valor de pH afeta o grau de dissociação dos grupos líquidos do CPAM e a carga superficial dos poluentes, alterando assim o efeito de floculação

 2). Temperatura: A temperatura afeta a mobilidade molecular e a estabilidade estrutural do líquido CPAM: 

Em baixas temperaturas (<20℃): A cadeia molecular do líquido CPAM se move lentamente, a probabilidade de colisão com poluentes diminui, a taxa de reação de floculação diminui e o tempo de formação de flocos é prolongado. 

Em altas temperaturas (>80℃): Embora possa acelerar o movimento molecular, pode causar degradação parcial da estrutura reticulada do líquido CPAM (especialmente quando as ligações reticuladas são fracas), destruindo a estrutura da rede tridimensional e reduzindo a resistência ao cisalhamento. 

Ao mesmo tempo, altas temperaturas podem tornar a emulsão de petróleo bruto mais estável, aumentando a dificuldade de floculação. - Adaptabilidade: Para esgoto de poços profundos em campos de petróleo (60 - 120 ℃), reticuladores resistentes a altas temperaturas (como CCPAM reticulado com epicloridrina) precisam ser selecionados para evitar falhas estruturais em altas temperaturas. 

3). Salinidade (força iônica): o esgoto do campo petrolífero contém altas concentrações de Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, etc. 

4). Tipo e concentração de poluentes - Carga superficial de poluentes: A capacidade de adsorção do líquido CPAM em emulsões de petróleo bruto (fortemente carregadas negativamente), partículas de argila (carregadas negativamente) e detritos bacterianos (carregados negativamente) em esgoto de campos petrolíferos é diferente. 

3. Condições do processo operacional Os parâmetros operacionais do processo de floculação afetam diretamente a dispersão, a reação e a formação de flocos do líquido CPAM: 

1). Dosagem: A dosagem é um fator chave que afeta o efeito de floculação: 

Dosagem insuficiente: Não é possível neutralizar completamente as cargas de poluentes ou formar pontes, resultando em pequenos flocos, alta turbidez e alto teor de óleo no efluente. 

Dosagem excessiva: O excesso de moléculas líquidas de CPAM é adsorvido na superfície das partículas, formando um encapsulamento de carga positiva "". As partículas se redispersam devido à repulsão da mesma carga (ou seja, "re - estabilização"), aumentando, ao mesmo tempo, o custo do agente e a DQO do efluente. 

Dosagem ideal: Deve ser determinada por meio de testes em jar. Normalmente, para esgoto de campos petrolíferos, é de 5 a 50 mg/L (ajustada especificamente de acordo com a concentração de poluentes e o desempenho do líquido CPAM).  

2). Intensidade e tempo de agitação - O objetivo da agitação é dispersar uniformemente o líquido CPAM e fazê-lo entrar em contato total com os poluentes, mas a intensidade e o tempo precisam ser controlados: 

Etapa de mistura (1 a 5 minutos após a dosagem): Agitação de média a alta intensidade (velocidade de rotação de 100 a 300 r/min) é necessária para garantir dispersão uniforme do agente e evitar concentração local excessiva. 

Estágio de floculação (5 a 20 minutos após a mistura): Agitação de baixa intensidade (velocidade de rotação de 30 a 60 r/min) é necessária para promover o crescimento dos flocos e evitar que o cisalhamento forte quebre os flocos formados.

Agitação insuficiente: O agente é disperso de forma irregular, resultando em floculação excessiva em algumas áreas e reação insuficiente em outras. 

Agitação excessiva: os flocos se quebram e o desempenho da sedimentação se deteriora. 

3). Método de Dosagem - O líquido CPAM precisa ser preparado em uma solução aquosa de uma determinada concentração (geralmente 0,1% - 0,5%) antes da dosagem. A adição direta de sólidos deve ser evitada para evitar a aglomeração (olhos de peixe), que afeta a dissolução e a reação. Se a dosagem passo a passo (primeiro adicionando uma solução de baixa concentração e, em seguida, reabastecendo após um determinado intervalo) for adotada, o risco de estabilização pode ser reduzido e a eficiência da floculação pode ser melhorada. 

4. Interferência de substâncias coexistentes 

Pode haver outros agentes (como desemulsificantes, bactericidas) ou impurezas no esgoto do campo petrolífero, afetando o efeito de floculação do líquido CPAM: 

Efeito sinérgico: quando usado em combinação com floculantes inorgânicos (como PAC, FeCl₃), os agentes inorgânicos primeiro comprimem a camada dupla elétrica e, então, o líquido CPAM desempenha um papel de ponte, o que pode melhorar a eficiência da floculação (por exemplo, a combinação "PAC + CCPAM" é comumente usada em esgoto de campos petrolíferos). 

Efeito de interferência: Se houver excesso de agentes aniônicos (como desemulsificantes aniônicos e poliacrilato de sódio) no esgoto, eles podem reagir com os grupos catiônicos do líquido CPAM, formando precipitados, consumindo o agente efetivo. Além disso, substâncias redutoras como sulfetos (S²⁻) e ácido húmico podem destruir a estrutura reticulada do líquido CPAM, reduzindo sua estabilidade. 

O efeito de floculação da poliacrilamida catiônica reticulada é o resultado da ação combinada das propriedades do próprio agente (grau de reticulação, grau catiônico, peso molecular), da qualidade da água de esgoto (pH, temperatura, salinidade, características do poluente), das condições operacionais (dosagem, agitação, método de dosagem) e das substâncias coexistentes. 

Em aplicações práticas (como tratamento de esgoto em campos petrolíferos), parâmetros-chave precisam ser otimizados por meio de testes em pequena escala e em escala piloto para equilibrar a influência de vários fatores, de modo a obter floculação eficiente (como teor de óleo no efluente < 10 mg/L, sólidos suspensos < 20 mg/L).

Atributos específicos do setor

Outros Atributos

Capacidade de fornecimento

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Laboratório Jiufang