Įvadas Pradedant eksploatuoti nuotekų sistemą, reikia atlikti nedidelio masto koaguliacijos ir sedimentacijos eksperimentus. Floko plūduriavimo reiškinys šių eksperimentų metu yra dažna, bet verta nuodugniai išanalizuoti problema. Paprastai tai rodo, kad vieną ar kelis pagrindinius eksperimentinio proceso aspektus reikia pakoreguoti.
Pagrindinė priežastis, dėl kurios flokas plūduriuoja, o ne skęsta, yra ta, kad floko tankis yra mažesnis nei vandens arba jį palaiko išorinės jėgos, pavyzdžiui, oro burbuliukai. Mes galime sistemingai ištirti ir išspręsti šią problemą šiais aspektais:
I. Pagrindinių priežasčių ir sprendimų analizė
1. PAC (polialiuminio chlorido) dozavimo problemos
Priežastys:
- Nepakankamas dozavimas: hidrolizės būdu susidarančio aliuminio hidroksido koloidas yra nepakankamas, kad būtų visiškai neutralizuotas koloidinių dalelių krūvis vandenyje, nesudarantis didelių ir tankių flokų.
- Per didelis dozavimas: dėl per didelio PAC koloidinių dalelių paviršiaus krūvis pasikeis (iš neigiamo į teigiamą), dėl to koloidas vėl stabilizuosis ir bus sunku agreguotis. Tuo pačiu metu per didelė aliuminio druskos hidrolizė sunaudos šarmingumą, todėl vanduo gali būti rūgštus, o susidaręs aliuminio hidroksido koloidas bus per lengvas.
Sprendimai:
- Norėdami nustatyti optimalią dozę, atlikite stiklinės testus. Paprastai pradėkite nuo 50 mg/l ir palaipsniui didinkite (pvz., 50, 100, 150, 200 mg/l), stebėdami flokulų susidarymą ir nusėdimą.
- Patikrinkite, ar nepasibaigė PAC tirpalo galiojimo laikas (pvz., dėl pernelyg ilgo paruošimo laiko arba hidrolizės nusodinimo). Rekomenduojamas šviežiai paruoštas tirpalas.
2. PAM (poliakrilamido) dozavimo problemos
Priežastys:
- Bendrosioms nuotekoms turėtų būti naudojamas katijoninis PAM, nes koloidinės dalelės paprastai yra neigiamai įkrautos.
- Jei klaidingai naudojamas anijoninis PAM, jis atstums neigiamai įkrautas daleles, todėl bus sunku sujungti tiltus.
- Jei per klaidą naudojamas nejoninis PAM, dėl įkrovimo neatitikimo rezultatai gali būti prasti.
- Neteisinga dozavimo seka: norint greitai susimaišyti ir destabilizuoti, pirmiausia reikia pridėti PAC. Maždaug po 1-2 minučių reikia pridėti PAM, kad būtų lėtas maišymas ir padėtų krešėti. Atvirkštinė tvarka arba per trumpas intervalas žymiai sumažins efektyvumą.
- Per didelis dozavimas: PAM yra didelės{0}}molekulės-svorio polimeras. Pernelyg didelis naudojimas gali sukelti „apvyniojimo“{3}} efektą, dėl kurio pūslelinės gali būti birios, turinčios daug vandens ir mažo tankio, todėl jos gali plūduriuoti. Tai viena iš labiausiai tikėtinų floko plūduriavimo priežasčių.
- Neteisingas PAM tipo pasirinkimas:
- Per didelė PAM koncentracija arba nepakankamas tirpimas: dėl to nuotekose pasiskirsto netolygiai, atsiranda vietinis perteklius ir susidaro plūduriuojančios „klumpėlės“.
Sprendimai:
- Griežtai laikykitės tvarkos „pirmiausia PAC, tada PAM“ ir atidžiai kontroliuokite intervalą.
- Atlikite tyrimus su žymiai sumažinta PAM doze. PAM dozė paprastai yra labai maža, galbūt 1-5 mg/l ar net mažesnė. Pabandykite pradėti nuo 0,5 mg/l ir palaipsniui didinti.
- Patvirtinkite, kad naudojamas katijoninis PAM. Kreipkitės į tiekėją arba skaitykite gaminio instrukcijas.
- PAM tirpalas turi būti gerai išmaišytas ir ištirpintas (paprastai tai užtrunka 40–60 minučių). Rekomenduojama koncentracija – 0,1–0,3 % (tūkst. iki trijų promilių).
3. Nuotekų kokybės charakteristikos
Priežastys:
- Didelis alyvos arba organinių medžiagų kiekis vandenyje: šios medžiagos yra mažo tankio ir, kai jos yra apklijuotos flokuliais, sumažina bendrą tankį.
- Per didelis druskos arba paviršinio aktyvumo medžiagų kiekis: tai gali turėti įtakos reagento hidrolizės ir krūvio neutralizavimo poveikiui.
- Pernelyg didelis organinių medžiagų kiekis vandenyje: formuojasi „lipnios“ pūslelės, kurios apgaubia oro burbuliukus.
Sprendimai:
- Jei įmanoma, supraskite nuotekų šaltinį ir pagrindinius komponentus.
- Pabandykite sureguliuoti pH vertę. Optimalus PAC pH diapazonas paprastai yra 6,5–7,5. Per žemas arba per aukštas pH turės įtakos jo hidrolizės produktų morfologijai. Sureguliuokite pH NaOH arba praskiesta rūgštimi ir bandykite dar kartą.
- Apsvarstykite, ar būtinas išankstinis apdorojimas (pvz., alyvos atskyrimas).
4. Eksperimentinis veikimas ir hidraulinės sąlygos
Priežastys:
- PAC dozavimo etapas: reikalingas greitas ir energingas maišymas (pvz., 250-300 aps./min., 30-60 sekundžių), kad būtų užtikrinta momentinė ir vienoda reagento dispersija.
- PAM papildymo etapas: reikalingas lėtas, švelnus maišymas (pvz., 40–60 aps./min., 10–20 min.), kad būtų skatinamas flokulių augimas jų nepažeidžiant.
- Netinkamas maišymo intensyvumas ir laikas:
- Maišymo metu patekęs oras: intensyviai maišant arba netinkamai uždėjus maišytuvą, į vandenį gali patekti didelis oro kiekis, susidarantys mikroburbuliukai, kurie prilimpa prie flokų ir priverčia juos plūduriuoti.
- Nepakankamas nusistovėjimo laikas: flokai nevisiškai sutankinti ir nusistovėti.
- Žema vandens temperatūra: Kai vandens temperatūra yra žemesnė nei 10 laipsnių, hidrolizės ir reakcijos greitis sulėtėja, todėl susidaro maži, birūs pūsleliai.
Sprendimai:
- Griežtai kontroliuokite dviejų{0}}pakopų maišymo procedūrą ir intensyvumą.
- Patikrinkite maišytuvo gylį, kad ant skysčio paviršiaus nesusidarytų sūkurių, į kuriuos patenka oras.
- Palikite pakankamai laiko nusistovėti (pvz., 30 minučių) ir atidžiai stebėkite pokyčius viso proceso metu.
II. Greitų trikčių šalinimo veiksmų santrauka
1. Sumažinkite dozę: žymiai sumažinkite pridedamo PAM kiekį; tai labiausiai tikėtinas ir lengviausiai reguliuojamas kintamasis.
2. Patikrinkite seką: patvirtinkite dozavimo seką kaip PAC → (greitas maišymas 1-2 minutes) → PAM → (lėtas maišymas).
3. Patvirtinkite reagentus:
- Paruoškite imituotas nuotekas naudodami švarų vandenį ir standartinį molį (pvz., kaoliną), kad patikrintumėte PAC/PAM efektyvumą ir pašalintumėte reagento inaktyvavimo problemas.
- Patvirtinkite PAM tipą.
4. Optimizuokite procesą:
- Atlikite sisteminį stiklainio testą, išbandydami skirtingas PAC dozes (su fiksuotu nedideliu PAM kiekiu) ir skirtingas PAM dozes (su fiksuota optimalia PAC doze) keliose stiklinėse.
- Patikrinkite ir sureguliuokite greito ir lėto maišymo greitį ir laiką.
5. Stebėkite detales:
- Ar flokas plūduriuoja maišant ar nusistovėjus? Plaukimas maišymo metu dažnai yra susijęs su oro burbuliukais, o plūduriavimas po nusėdimo dažnai susijęs su per lengvu flokuliu.
- Stebėkite flokų morfologiją: ar jie dideli ir purūs debesys{0}} (galbūt dėl per didelio PAM), ar maži ir drumsti (nepakankamas PAC arba netinkamas maišymas)?
