Introdução Ao comissionar um sistema de águas residuais, são necessários experimentos de-coagulação e sedimentação em pequena escala. O fenômeno da flutuação dos flocos durante esses experimentos é um problema comum, mas que vale a pena analisar em profundidade. Isso geralmente indica que um ou mais aspectos-chave do processo experimental precisam de ajustes.
A principal razão para os flocos flutuarem em vez de afundarem é que a densidade do floco é menor que a da água ou que é sustentada por forças externas, como bolhas de ar. Podemos investigar e resolver sistematicamente este problema a partir dos seguintes aspectos:
I. Análise das Principais Causas e Soluções
1. Problemas de dosagem de PAC (cloreto de polialumínio)
Causas:
- Dosagem Insuficiente: O colóide de hidróxido de alumínio produzido pela hidrólise é insuficiente para neutralizar completamente a carga de partículas coloidais na água, não formando flocos grandes e densos.
- Dosagem Excessiva: O PAC excessivo fará com que a carga superficial das partículas coloidais se inverta (de negativa para positiva), levando à reestabilização do colóide e dificuldade de agregação. Simultaneamente, a hidrólise excessiva do sal de alumínio consumirá alcalinidade, potencialmente tornando a água ácida, e o colóide de hidróxido de alumínio gerado será muito leve.
Soluções:
- Realize testes de copo para determinar a dosagem ideal. Geralmente, iniciar com 50 mg/L e aumentar gradativamente (ex.: 50, 100, 150, 200 mg/L), observando formação de flocos e sedimentação.
- Verifique se a solução PAC expirou (por exemplo, devido ao tempo excessivo de preparação ou precipitação por hidrólise). Recomenda-se uma solução recém-preparada.
2. Problemas de dosagem de PAM (poliacrilamida)
Causas:
- Para águas residuais em geral, o PAM catiônico deve ser usado porque as partículas coloidais geralmente têm carga negativa.
- Se o PAM aniônico for usado erroneamente, ele repelirá partículas carregadas negativamente, dificultando a formação de pontes.
- Se o PAM não iônico for usado erroneamente, a incompatibilidade de carga poderá levar a resultados ruins.
- Sequência de dosagem incorreta: O PAC deve ser adicionado primeiro para rápida mistura e desestabilização. Após um intervalo de aproximadamente 1-2 minutos, deve-se adicionar PAM para mistura lenta e auxiliar na coagulação. Inverter a ordem ou um intervalo muito curto reduzirá significativamente a eficácia.
- Dosagem excessiva: PAM é um polímero de alto peso-molecular-. O uso excessivo pode criar um efeito de “embrulho”, deixando os flocos soltos, com alto teor de água e baixa densidade, fazendo com que flutuem. Esta é uma das causas mais prováveis da flutuação dos flocos.
- Seleção incorreta do tipo de PAM:
- Concentração de PAM muito alta ou dissolução insuficiente: Isto leva à dispersão desigual nas águas residuais, excesso localizado e à formação de “aglomerados” que flutuam.
Soluções:
- Siga rigorosamente a ordem "PAC primeiro, depois PAM" e controle o intervalo com cuidado.
- Realize testes com uma dosagem de PAM significativamente reduzida. A dosagem de PAM é geralmente muito pequena, possivelmente 1-5 mg/L ou até menor. Experimente começar com 0,5 mg/L e aumentar gradualmente.
- Confirme se o PAM catiônico está sendo usado. Consulte o fornecedor ou consulte as instruções do produto.
- A solução PAM deve ser bem agitada e dissolvida (geralmente requer 40-60 minutos). A concentração recomendada é de 0,1%-0,3% (partes por mil a três partes por mil).
3. Características de qualidade de águas residuais
Causas:
- Altos níveis de óleo ou matéria orgânica na água: Essas substâncias apresentam baixa densidade e, quando encapsuladas em flocos, reduzem a densidade geral.
- Teor excessivo de sal ou surfactante: Isto pode afetar a hidrólise e os efeitos de neutralização de carga do reagente.
- Carga orgânica excessiva na água: forma flocos “pegajosos” que encapsulam bolhas de ar.
Soluções:
- Se possível, compreenda a origem e os principais componentes das águas residuais.
- Tente ajustar o valor do pH. A faixa ideal de pH para PAC é geralmente 6,5-7,5. Um pH muito baixo ou muito alto afetará a morfologia dos seus produtos de hidrólise. Ajuste o pH com NaOH ou ácido diluído e tente novamente.
- Considere se o pré-tratamento (como a separação do óleo) é necessário.
4. Operação Experimental e Condições Hidráulicas
Causas:
- Estágio de dosagem de PAC: Requer mistura rápida e vigorosa (por exemplo, 250-300 rpm, 30-60 segundos) para garantir dispersão instantânea e uniforme do reagente.
- Estágio de adição de PAM: É necessária uma mistura lenta e suave (por exemplo, 40-60 rpm, 10-20 minutos) para promover o crescimento dos flocos sem quebrá-los.
- Intensidade e tempo de mistura inadequados:
- Ar introduzido durante a mistura: A mistura vigorosa ou a colocação inadequada do agitador podem introduzir grandes quantidades de ar na água, formando microbolhas que aderem aos flocos e fazem com que flutuem.
- Tempo de Assentamento Insuficiente: Os flocos não foram totalmente compactados e assentados.
- Baixa temperatura da água: Quando a temperatura da água está abaixo de 10 graus, as taxas de hidrólise e reação diminuem, resultando em flocos pequenos e soltos.
Soluções:
- Controle rigorosamente o procedimento e a intensidade da mistura em dois-estágios.
- Verifique a profundidade do agitador para evitar a criação de redemoinhos na superfície do líquido que introduzem ar.
- Permitir tempo de acomodação suficiente (por exemplo, 30 minutos) e observar cuidadosamente as alterações ao longo do processo.
II. Resumo das etapas de solução rápida de problemas
1.Reduza a dosagem: Reduza significativamente a quantidade de PAM adicionada; esta é a variável mais provável e mais fácil de ajustar.
2.Verifique a sequência: Confirme a sequência de dosagem como PAC → (agitação rápida por 1-2 minutos) → PAM → (agitação lenta).
3.Validar os reagentes:
- Prepare águas residuais simuladas usando água limpa e argila padrão (por exemplo, caulim) para testar a eficácia do PAC/PAM e descartar problemas de inativação de reagentes.
- Confirme o tipo de PAM.
4.Otimize o processo:
- Realize um teste sistemático de Jar, testando diferentes dosagens de PAC (com uma pequena quantidade fixa de PAM) e diferentes dosagens de PAM (com uma dosagem fixa de PAC ideal) em vários béqueres.
- Verifique e ajuste a velocidade e o tempo de agitação rápida e lenta.
5.Observe os detalhes:
- A flutuação dos flocos ocorre durante a agitação ou após a sedimentação? A flutuação durante a agitação está frequentemente relacionada a bolhas de ar, enquanto a flutuação após a sedimentação está frequentemente relacionada ao fato de os flocos serem muito leves.
- Observe a morfologia dos flocos: eles são grandes e fofos, semelhantes a nuvens-(possivelmente devido ao PAM excessivo) ou pequenos e turvos (PAC insuficiente ou mistura inadequada)?