Полиакриламид для обезвоживания осадка: виды, выбор, дозировка и руководство поставщика

Полиакриламид для обезвоживания осадка обычно применяется для улучшения образования флока, выпуска свободной воды, захвата твёрдых веществ, прозрачности фильтрата, обезвоживания из осадочных осадков и эффективности оборудования для обезвоживания. Он широко применяется на муниципальных канализационных сооружениях, промышленных очистных сооружениях, бумажных, текстильных, пищевых продуктах, химическом производстве и горнодобывающих предприятиях, а также других объектах, где производится влажный осад.

ПАМ обычно называют полиакриламидом. Он доступен как катионный, анионный, неионный или амфотерный полиакриламид в зависимости от состава шлама. Если шлам биологический и органический, чаще используется катионный полиакриламид, тогда как анионные или неионные сорта могут быть лучше для минерально богатого или неорганического осада.

Название продукта недостаточно для выбора правильного полимера. Характеристики определяются источником осадка, поверхностным зарядом, содержанием сухих твердых веществ, органическим содержанием, pH, солёностью, температурой, условиями смешивания и оборудованием для обезвоживания.

Что такое полиакриламид?

Полиакриламид — это водорастворимый полимер, получаемый преимущественно из мономеров акриламида. Обычно он поставляется в виде белого или белоснежного порошка, гранул, эмульсии или жидкой дисперсии.

Типичная информация о продукте включает:

• Название продукта: полиакриламид
• Аббревиатура: PAM
• Номер CAS: 9003-05-8
• Внешний вид: белые или светло-белые гранулы или порошок
• Растворимость: растворимость в воде
• Основные типы: катионные, анионные, носионные и амфотерические
• Основные функции: флокуляция, кондиционирование осадка, утолщение, очистка, фильтрация и обезвоживание

Перед использованием сухой полиакриламид растворяют в воде для получения разбавленной полимерной жидкости. Этот раствор затем добавляют в шлам при контролируемом смешивании.

Почему полиакриламид используется для обезвоживания осадка

Необработанный шлам обычно содержит большое количество воды, задерживающееся между мелкими частицами или задерживающуюся внутри слабой флок-структуры.

Эти мелкие частицы могут нести электрические заряды, из-за которых они отталкиваются друг от друга и остаются рассеянными.

Полиакриламид помогает модифицировать эту структуру путём:

• Нейтрализующие заряды частиц
• Соединение частиц через полимерное мостовое соединение
• Формирование более крупных и прочных флоков
• Выпуск свободной воды
• Улучшение фильтрации
• Увеличение захвата твердых тел
• Поддержка механического сжатия
• Уменьшение объёма конечного осадка

Хорошо подобранный класс PAM может повысить как эффективность обработки, так и общие эксплуатационные затраты.

Как работает полиакриламид

Нейтрализация заряда

Многие частицы олай несут отрицательные поверхностные заряды.

Катионный полиакриламид содержит положительно заряженные функциональные группы, которые снижают это электрическое отталкивание. После дестабилизации частиц они могут сближаться друг к другу и образовывать агрегаты.

Полимерный мост

Длинные полимерные цепи одновременно прикрепляются к нескольким частицам.

Эти молекулярные мосты создают более крупные флоки, которые легче отделить от воды.

Выпуск воды

Стабильная структура флока позволяет свободной воде более эффективно сливаться до и во время механического обезвоживания.

Улучшенное улавливание твёрдых тел

Более прочные флоки реже разрушаются и проходят через фильтрующие ткани, экраны или зоны разделения центрифуг.

Основные типы полиакриламида для обезвоживания осадка

Катионный полиакриламид

Катионный полиакриламид, обычно сокращённо CPAM, широко используется для осадка, содержащего отрицательно заряженные органические вещества.

Типичные применения включают:

• Муниципальный биологический шлам
• Активированный шлам
• Бумажный шлам
• Текстильный шлам
• Пищевой осадок
• Шлам химической промышленности
• Ферментационный осадок
• Шлам для обработки кожи

CPAM может предоставляться:

• Низкий катионный заряд
• Средний катионный заряд
• Высокий катионный заряд
• Очень высокий катионный заряд

Правильная плотность заряда зависит от органического содержания и поверхностного заряда осадка.

Более высокий заряд не всегда лучше. Чрезмерный катионный заряд может создавать мелкие флоки, увеличивать дозировку, уменьшать выброс воды или вызывать липкий шлам.

Анионный полиакриламид

Анионный полиакриламид, или APAM, может использоваться для осадка, содержащего минеральные частицы, гидроксиды металлов, глину или другие неорганические твёрдые вещества.

Возможные применения включают:

• Горный шлам
• Шлам для промывания песка
• Промывка угля
• Строительный шлам
• Остатки обработки минералов
• Выбранные промышленные сточные воды

APAM в основном обеспечивает прочный мост между мелкими минеральными частицами.

Неионный полиакриламид

Неионный полиакриламид, или NPAM, обладает очень низкой ионной активностью.

Его можно рассмотреть для:

• Кислый шлам
• Богатый минералами шлам
• Остатки химической обработки
• Системы, в которых взаимодействие сильного заряда не обязательно

Производительность NPAM в основном зависит от молекулярного моста.

Амфотерный полиакриламид

Амфотерный PAM содержит как положительные, так и отрицательные функциональные группы.

Он может подойти для:

• Смешанный шлам
• Переменный промышленный шлам
• Сложные органические и неорганические системы
• Потоки сточных сточных свод с изменяющимися характеристиками

Тестирование приложений необходимо перед коммерческим использованием.

Муниципальная осадка

Муниципальные канализационные сооружения образуют шлам при первичной очистке, биологической очистке, вторичной очистке и утолщинии осадка.

Распространённые типы муниципального осадка включают:

• Первичный шлам
• Активируемый отходный шлам
• Переваренный шлам
• Смешанный шлам
• Химически кондиционируемый шлам

Катионный полиакриламид часто тестируется, поскольку биологический шлам обычно содержит отрицательно заряженные органические твердые вещества.

Возможные преимущества включают:

• Более быстрое формирование флока
• Улучшенный выпуск воды
• Захват более высокого тела
• Чистый фильтрат
• Повышенная сухость торта
• Уменьшенный объём осадка
• Улучшенная производительность оборудования
• Более низкие транспортные расходы
• Более низкая стоимость утилизации

Выбранный полимер следует протестировать с реальным осадом, так как условия обработки могут меняться в зависимости от сезона.

Промышленная осадка

Промышленный шлам может содержать органические вещества, минеральные твердые вещества, масла, волокна, красители, белки, металлы, химические остатки или побочные продукты производства.

Полиакриламид может использоваться для шладжа, образуемого в:

• Текстильные фабрики
• Бумажные фабрики
• Пищевые предприятия
• Химические заводы
• Фармацевтические заводы
• Печатные и красильные заводы
• Кожаные заводы
• Горнодобывающие операции
• Металлургические предприятия
• Строительные площадки

Каждый поток осадка требует отдельного полимерного тестирования.

Осадок бумажной фабрики

Бумажный осадок может содержать:

• Целлюлозные волокна
• Минеральные филлеры
• Пигменты покрытия
• Крахмал
• Смола
• Химикаты для определения размеров
• Органические добавки

Катионный PAM часто используется для кондиционирования бумажного осадка перед механическим обезвоживанием.

Возможные преимущества включают:

• Улучшенный захват волокон
• Лучший выпуск воды
• Чистый фильтрат
• Более высокие твердые вещества
• Меньший объём осадка
• Лучшая производительность фильтр-пресса

Полимер должен быть совместим с химией влажного конца бумажной фабрики.

Текстильный шлам

Текстильный шлам может содержать:

• Красители
• Пигменты
• Волокна
• Крахмал
• Поверхностно-активные вещества
• Соли
• Органические вспомогательные устройства
• Остатки коагулянта

CPAM может улучшать флокуляцию и обезвоживание, особенно если в осадке содержится высокое содержание органического вещества.

Выбранная плотность заряда должна совпадать с осадкой после свертывания и корректировки pH.

Пищевой шлам

Пищевой шлам может содержать белки, жиры, масла, углеводы, клетчатку и биоразлагаемые органические твердые вещества.

Возможные источники включают:

• Мясопереработка
• Производство молочных продуктов
• Производство напитков
• Пивоварение
• Переработка морепродуктов
• Переработка овощей
• Производство сахара
• Обработка крахмала

Катионный полиакриламид способствует формированию прочных флоков и улучшает разделение воды.

Чрезмерная дозировка полимера следует избегать, так как она может образовывать липкий шлам и снижать работу оборудования.

Химический промышленный шлам

Химический шлам может содержать:

• Органические промежуточные продукты
• Пигменты
• Смолы
• Гидроксиды металлов
• Эмульсии
• Соли
• Остатки реакции
• Взвешенные твердые тела

Подходящий полимер зависит от того, является ли шлам преимущественно органическим, неорганическим или смешанным.

Высокая солёность, растворители, поверхностно-активные вещества или экстремальный pH могут снижать эффективность PAM, и это следует учитывать при тестировании.

Добыча полезных ископаемых и минеральный шлам

Горный шлам часто содержит мелкие минеральные частицы, глину, металлические соединения и технологические химикаты.

Анионный или неионный полиакриламид может подходить для:

• Осадка хвостов
• Шлам для промывки угля
• Шлам для промывания песка
• Остатки для переработки руды
• Минеральная шлам
• Строительный осадок

Возможные преимущества включают:

• Крупные флоки
• Более быстрое оседание
• Улучшенная фильтрация
• Лучшее восстановление воды
• Нижние взвешенные тела
• Более высокие твердые вещества

Сгущение осадка перед обезвоживанием

Утолщение осадка увеличивает концентрацию твёрдых частиц перед финальной стадией обезвоживания.

Полиакриламид может использоваться в:

• Гравитационные загустители
• Ротационные барабанные уплотнители
• Системы плавания растворённого воздуха
• Механическое оборудование для утолщивания

Подходящий полимер может помочь:

• Улучшить захват твёрдых тел
• Увеличение концентрации загущенного осадка
• Снижение гидравлической нагрузки вниз по течению
• Повышение эффективности обезвоживания
• Сократить использование полимеров на поздних стадиях

Применение ленточного фильтрового пресса

Ленточный фильтратор использует гравитационный дренаж и механическое давление для удаления воды из осадка.

Выбранный PAM должен производить флоки, которые:

• Большие
• Стронг
• Устойчивость к сдвигу
• Возможность выпускать свободную воду
• Легко отделить от фильтрующего ремня

Важные показатели эффективности включают:

• Начальная норма дренажа
• Прочность флока
• Фильтратная ясность
• Чистота ленты
• Выпуск торта
• Конечные твердые материалы для торта
• Дозировка полимера

Неподходящий полимер может вызвать липкий шлам, закупорку ленты, плохое высвобождение оболочки или грязный фильтрат.

Применение центрифуг

Центрифуги разделяют твёрдые тела и жидкости при высокой силе вращения.

Полимер должен образовывать флоки, которые остаются устойчивыми при сильном сдвиге.

Важные показатели эффективности включают:

• Захват твёрдых тел
• Ясность центрата
• Сухость торта
• Дозировка полимера
• Крутящий момент оборудования
• Пропускная способность
• Устойчивость к вибрациям

PAM-класс, хорошо работающий с ленточным прессом, может не дать таких же результатов в центрифуге.

Применение винтовых прессов

Винтовые прессы используют постепенное сжатие для удаления воды.

Выбранный полимер должен обеспечивать:

• Быстрое формирование флок
• Хороший выпуск свободной воды
• Стабильные флоки
• Низкая блокировка экрана
• Равномерный выброс из ожика
• Очистить фильтрат

Чрезмерно липкие флоки могут снизить производительность экрана и увеличить потребности в чистке.

Фильтровые прессы с пластинами и рамой

Прессы с пластинами и рамой используют давление для проталкивания воды через фильтрующие ткани.

Подходящая оценка PAM может помочь:

• Повышение скорости фильтрации
• Увеличение образования торта
• Уменьшить утечку мелких частиц
• Улучшить выпуск торта
• Производит фильтрованные прозрачники
• Сокращение циклов фильтрации

Полимер должен образовывать флоки, которые остаются стабильными во время накачки и сжатия.

Геотекстильное обезвоживание

Геотекстильные мешки или трубки используются для обезвоживания осадка, осадков и шлама.

Полиакриламид помогает удерживать твёрдые вещества, пока вода стекает через геотекстильный материал.

Применения могут включать:

• Дноуглубительный шлам
• Муниципальный шлам
• Добыча осадков
• Строительная суспензия
• Промышленный осадок
• Остатки очистки пруда

Правильный полимер должен обеспечивать быстрый дренаж и прочное удержание твёрдых частиц.

Плотность катионного заряда

Плотность заряда — критический параметр выбора CPAM.

Низкозарядный CPAM

Может быть подходящим для:

• Низкоорганический шлам
• Бумажные приложения
• Смешанный минеральный и органический шлам
• Системы, требующие более сильного моста

Среднезарядный CPAM

Может быть подходящим для:

• Муниципальный шлам
• Текстильный шлам
• Бумажный шлам
• Общие промышленные сточные воды

Высокозарядный CPAM

Может быть подходящим для:

• Высокоорганический шлам
• Биологический шлам
• Пищевой осадок
• Сложный промышленный шлам

Правильная плотность заряда должна определяться с помощью испытаний, а не предположений.

Молекулярная масса

Молекулярная масса влияет на длину полимерной цепи, способность соединять мосты, размер флок и вязкость раствора.

Более высокая молекулярная масса может обеспечивать:

• Крупные флоки
• Прочные мосты
• Лучшее улавливание твёрдых тел
• Улучшенная фильтрация

Однако чрезмерно высокая молекулярная масса может вызвать:

• Медленное растворение
• Трудности с насосом
• Хрупкие флоки
• Чувствительность к сдвигу
• Длительное время подготовки

Лучший продукт должен балансировать плотность заряда и молекулярную массу.

Твердое содержание и влажность

Твердое содержание отражает количество пригодного полимера в поставляемом продукте.

Избыточная влажность может:

• Снижение содержания активного полимера
• Увеличение стоимости перевозок
• Причины слепения
• Влияние на автоматическое питание
• Снижение стабильности хранения
• Создать вариацию дозирования

Покупателям следует сравнивать активное содержание и эффективную дозировку, а не только цену за килограмм.

Остаточный мономер акриламида

Остаточный акриламидный мономер является важным параметром качества.

Допустимый уровень зависит от:

• Качество продукции
• Предполагаемое применение
• Правила направления
• Требования к заказчикам
• Окончательное использование осадка или воды

Покупателям следует запрашивать результаты теста, специфичные для каждой партии.

Размер и растворение частиц

Поддерживает стабильный размер частиц:

• Стабильная автоматическая подача
• Предсказуемое растворение
• Уменьшенная пыль
• Образование нижних комков
• Надежная подготовка раствора

Плохое растворение может вызвать:

• Формация «рыбий глаз»
• Нерастворённые частицы
• Заблокированные насосы
• Забитые дозировочные линии
• Снижение эффективности полимеров
• Более высокая доза

Как подготовить решение PAM

Типичная процедура подготовки раствора включает:

1. Наполните чистый резервуар для подготовки водой.
2. Начинайте мягкое, низкорезкое возбуждение.
3. Добавляйте ПАМ медленно и равномерно.
4. Избегайте высыпания порошка в одном месте.
5. Продолжайте контролируемое сведение.
6. Обеспечьте достаточную гидратацию и старение.
7. Подтвердите полное растворение.
8. Передайте раствор в систему дозирования.
9. Корректируйте дозировку в зависимости от результатов обезвоживания.

Перемешивание на высокой скорости следует избегать, так как чрезмерный сдвиг может повредить полимерные цепи.

Обычно предпочитается чистая вода.

Концентрация полимерного раствора

Правильная концентрация раствора зависит от продукта и оборудования для дозирования.

Слишком концентрированное решение может:

• Растворяй медленно
• Становится трудно сцеживаться
• Образуя комки
• Снижение эффективности смешивания

Слишком разбавленный раствор может:

• Требуются большие резервуары для подготовки
• Увеличение потребления воды
• Требуется большая откачивающая мощность
• Снижение эффективности завода

Пользователям следует следовать рекомендациям поставщиков и подтверждать результаты в ходе испытаний.

Оптимизация дозировки

Универсальной дозировки PAM для всех осадков нет.

Правильная доза зависит от:

• Источник осадка
• Концентрация сухих твердых веществ
• Органическое содержание
• Минеральное содержание
• Поверхностный заряд
• pH
• Температура
• Солёность
• Энергия смешивания
• Оборудование для обезвоживания

Передозировка может вызвать:

• Липкая грязь
• Плохой выпуск воды
• Мутный фильтрат
• Более высокая стоимость химических веществ
• Избыток остаточного полимера
• Загрязнение оборудования

Недостаточная дозировка может вызвать:

• Слабые флоки
• Плохое улавливание твёрдых тел
• Низкое количество твёрдых веществ
• Грязный фильтрат
• Сниженная пропускная способность

Лабораторный скрининг

Перед использованием на заводе следует сравнивать несколько классов PAM.

Лабораторные испытания могут оценивать:

• Скорость формирования флока
• Размер флока
• Прочность флока
• Скорость выброса воды
• Фильтрация
• Сверхъестественная ясность
• Необходимая доза
• Объём иля

Для тестирования следует использовать свежий и представительный шлам.

Испытания завода

После лабораторного скрининга контролируемое исследование должно оценивать:

• Фактическая дозировка полимера
• Требования к смешиванию
• Стабильность флок
• Фильтрация или центратная ясность
• Твёрдые частицы
• Пропускная способность оборудования
• Объём иля
• Потребление полимеров
• Эксплуатационные издержки
• Стоимость утилизации

Долгосрочный выбор продукции должен основываться на результатах завода, а не только на технических данных.

Ключевые показатели эффективности

Испытание по обезвоживанию осадка должно контролировать:

• Дозировка полимера на тонну сухих твердых веществ
• Скорость подачи осадка
• Захват твёрдых тел
• Фильтратная ясность
• Твёрдые частицы
• Пропускная способность оборудования
• Скорость выброса воды
• Объём иля
• Энергопотребление
• Стоимость утилизации

Самый дешёвый полимер за килограмм может не дать самой низкой стоимости за тонну сухого осадка.

Общая стоимость очистки осадка

Общая стоимость обработки может включать:

• Цена полимера
• Эффективная дозировка
• Вода для приготовления раствора
• Труд
• Энергия
• Пропускная способность оборудования
• Транспортировка тортов
• Окончательная утилизация
• Уборка и обслуживание

Полимер с более высокой производительностью может увеличить сухость торта и уменьшить объём утилизации настолько, чтобы компенсировать более высокую цену покупки.

Порошок против эмульсионного полиакриламида

Powder PAM

Возможные преимущества включают:

• Высокий уровень активности
• Меньшая нагрузка на единицу активного полимера
• Хорошая стабильность при сухом хранении
• Гибкая подготовка раствора
• Широкая промышленная доступность

Возможные ограничения включают:

• Более длительное время растворения
• Образование пыли
• Потребность в оборудовании для подготовки
• Риск неполной гидратации

Эмульсионный PAM

Возможные преимущества включают:

• Более быстрая инверсия
• Сокращение времени подготовки
• Более простое дозирование в отдельных системах
• Уменьшенная обработка пороха

Возможные ограничения включают:

• Снижение активного содержания
• Различные требования к хранению
• Более высокий груз на единицу активного полимера
• Чувствительность к температуре

Правильная форма зависит от оборудования, хранения, потребления и эксплуатационных требований.

Варианты упаковки

Полиакриламид обычно поставляется в:

• Мешки с подкладкой PE весом 25 кг
• Бумажно-пластиковые пакеты
• Влагостойкие тканые мешки
• Сумки массой 500 кг
• 1 000 кг джамбо-мешков
• Барабаны для эмульсионных сортов
• Резервуары IBC для выбранных жидких продуктов
• Индивидуальная экспортная упаковка

Упаковка должна защищать полимер от влаги, загрязнения, солнечного света и физических повреждений.

Хранение и обработка

Powder PAM следует хранить в прохладном, сухом и проветриваемом складе.

Он должен быть защищён от:

• Влажность
• Прямой солнечный свет
• Высокие температуры
• Повреждённая упаковка
• Загрязнение
• Сильные окислители
• Длительное пребывание на открытом воздухе

Открытые пакеты следует плотно запечатать.

Влажный полиакриламид создаёт крайне скользкие поверхности и должен быть быстро очищен.

Работники должны следовать действующим техническим характеристикам безопасности и процедурам на площадке.

Как выбрать поставщика

Надёжный поставщик должен предлагать:

• Многократные катионные зарядные сорта
• Различные диапазоны молекулярной массы
• Анионные и неионные альтернативы
• Порошки и эмульсионные продукты
• Рекомендации по конкретным приложениям
• Репрезентативные выборки
• Техническая поддержка тестирования
• Пакетная прослеживаемость
• Гибкая упаковка
• Надёжная мощность снабжения

Покупатели должны запросить:

• Технический лист
• Технический лист безопасности
• Сертификат анализа, специфичный для партии
• Технические характеристики продукции
• Поддержка тестирования образцов
• Детали упаковки
• Информация о производственных мощностях
• Экспортная документация

Как запросить точную смету

Полное расследование должно включать:

• Источник осадка
• Отрасль сточных вод
• Концентрация сухих твёрдых веществ в осадке
• Органическое или минеральное содержание
• pH
• Современные химические вещества для очистки
• Оборудование для обезвоживания
• Текущая дозировка полимера
• Требуемые твердые вещества для торта
• Количество заказа
• Упаковка
• Пункт назначения
• Инкотерм

Например:

«Пожалуйста, порекомендуйте и процитируйте катионный полиакриламид для обезвоживания муниципального биологического осадка с использованием лентового фильтратора, упакованного в мешки весом 25 кг, включая образцы, TDS, SDS и специфическую для партии COA.»

Подробная информация помогает поставщику рекомендовать технически подходящий класс.

Вопросы, которые стоит задать перед заказом

Покупатели должны подтвердить:

• Какой тип PAM рекомендуется для осадки?
• Какие плотности заряда доступны?
• Какие молекулярные массовые диапазоны можно предоставить?
• Какой гарантированный качественный контент?
• Каков предел влажности?
• Какова спецификация остаточного мономера?
• Каково обычное время растворения?
• Можно ли поставлять порошковые и эмульсионные сорта?
• Можно ли тестировать образцы осадка?
• Может ли быть предоставлена поддержка испытаний растений?
• Можно ли предоставить последние партии COA?
• Какие варианты упаковки доступны?
• Какова ежемесячная производственная мощность?
• Можно ли создавать индивидуальные оценки?
• Как рассматриваются претензии по качеству?

Заключение

Самое распространённое применение полиакриламида для обезвоживания осадка — улучшение флокуляции, захвата твёрдых частиц, свободного выпуска воды, фильтрации, сухости осадка и механической эффективности обезвоживания.

Он определяется типом ионов, плотностью ионов, весом молекулы иона, количеством твердого вещества, количеством влаги, остаточным мономером, размером частиц, растворением, дозой, составом осадка и оборудованием, используемым для обезвоживания.

Покупателям необходимо предоставить полную спецификацию осадка и оборудования перед покупкой, провести лабораторный скрининг, получить репрезентативные образцы осадка и завершить контролируемые испытания на заводе.

Хороший поставщик предложит соответствующие сорта PAM, стабильную эффективность обезвоживания, контролируемое качество, влагостойкую упаковку, всю документацию, техническую поддержку и надёжную доставку по всему миру.