Введение При вводе в эксплуатацию системы сточных вод необходимы небольшие-эксперименты по коагуляции и седиментации. Явление плавания хлопьев во время этих экспериментов является распространенной, но заслуживающей внимания проблемой для более глубокого анализа. Обычно это указывает на то, что один или несколько ключевых аспектов экспериментального процесса нуждаются в корректировке.
Основная причина того, что хлопья плавают, а не тонут, заключается в том, что плотность хлопьев меньше плотности воды или что они поддерживаются внешними силами, такими как пузырьки воздуха. Мы можем систематически исследовать и решать эту проблему со следующих аспектов:
I. Анализ основных причин и решений
1. Проблемы дозировки PAC (полиалюминийхлорида).
Причины:
- Недостаточная дозировка: коллоид гидроксида алюминия, полученный в результате гидролиза, недостаточен для полной нейтрализации заряда коллоидных частиц в воде и не позволяет образовывать большие и плотные хлопья.
- Чрезмерная дозировка: Чрезмерный PAC приведет к изменению поверхностного заряда коллоидных частиц (с отрицательного на положительный), что приведет к рестабилизации коллоида и затруднениям агрегации. В то же время чрезмерный гидролиз солей алюминия приведет к снижению щелочности, потенциально делая воду кислой, а образующийся коллоид гидроксида алюминия будет слишком легким.
Решения:
- Проведите тесты в стаканах, чтобы определить оптимальную дозировку. Обычно начинают с 50 мг/л и постепенно увеличивают (например, 50, 100, 150, 200 мг/л), наблюдая за образованием хлопьев и седиментацией.
- Проверьте, не истек ли срок годности раствора PAC (например, из-за слишком длительного времени приготовления или гидролизного осаждения). Рекомендуется свежеприготовленный раствор.
2. Проблемы дозировки ПАМ (полиакриламида).
Причины:
- Для сточных вод общего назначения следует использовать катионный ПАМ, поскольку коллоидные частицы обычно заряжены отрицательно.
- Если анионный ПАМ используется по ошибке, он будет отталкивать отрицательно заряженные частицы, что затрудняет образование мостиков.
- Если неионогенный ПАМ используется по ошибке, несоответствие зарядов может привести к плохим результатам.
- Неправильная последовательность дозирования: сначала необходимо добавить PAC для быстрого смешивания и дестабилизации. Примерно через 1-2 минуты следует добавить ПАМ для медленного перемешивания и улучшения коагуляции. Изменение порядка или слишком короткий интервал значительно снизят эффективность.
- Чрезмерная дозировка: ПАМ – высокомолекулярный-полимер. Чрезмерное использование может создать эффект «заворачивания»-, в результате чего хлопья станут рыхлыми, с высоким содержанием воды и низкой плотностью, что приведет к их всплытию. Это одна из наиболее вероятных причин всплывания хлопьев.
- Неправильный выбор типа PAM:
- Слишком высокая концентрация ПАМ или недостаточное растворение: это приводит к неравномерному рассеиванию в сточных водах, локализованному избытку и образованию плавающих «комков».
Решения:
- Строго соблюдайте порядок «сначала PAC, затем PAM» и тщательно контролируйте интервал.
- Проведите тесты со значительно сниженной дозировкой ПАМ. Дозировка ПАМ обычно очень мала, возможно, 1–5 мг/л или даже ниже. Попробуйте начать с 0,5 мг/л и постепенно увеличивать.
- Убедитесь, что используется катионный ПАМ. Проконсультируйтесь с поставщиком или ознакомьтесь с инструкциями по продукту.
- Раствор ПАМ необходимо тщательно перемешать и растворить (обычно на это уходит 40-60 минут). Рекомендуемая концентрация составляет 0,1%-0,3% (от частей на тысячу до трех частей на тысячу).
3. Характеристики качества сточных вод.
Причины:
- Высокий уровень масла или органических веществ в воде: эти вещества имеют низкую плотность и при капсулировании хлопьями снижают общую плотность.
- Чрезмерное содержание солей или поверхностно-активных веществ: Это может повлиять на гидролиз и эффект нейтрализации заряда реагента.
- Чрезмерное содержание органических веществ в воде: образуются «липкие» хлопья, инкапсулирующие пузырьки воздуха.
Решения:
- Если возможно, поймите источник и основные компоненты сточных вод.
- Попробуйте отрегулировать значение pH. Оптимальный диапазон pH для PAC обычно составляет 6,5–7,5. Слишком низкий или слишком высокий уровень pH повлияет на морфологию продуктов его гидролиза. Отрегулируйте pH с помощью NaOH или разбавленной кислоты и повторите попытку.
- Подумайте, необходима ли предварительная обработка (например, отделение масла).
4. Экспериментальная эксплуатация и гидравлические условия.
Причины:
- Стадия дозирования PAC: Требуется быстрое и энергичное перемешивание (например, 250–300 об/мин, 30–60 секунд) для обеспечения мгновенного и равномерного диспергирования реагента.
- Этап добавления PAM: необходимо медленное, осторожное перемешивание (например, 40-60 об/мин, 10-20 минут), чтобы стимулировать рост хлопьев, не разрушая их.
- Неправильная интенсивность и время смешивания:
- Попадание воздуха во время смешивания: интенсивное перемешивание или неправильное размещение мешалки может привести к попаданию большого количества воздуха в воду, образуя микропузырьки, которые прилипают к хлопьям и заставляют их всплывать.
- Недостаточное время осаждения: хлопья не полностью уплотнились и осели.
- Низкая температура воды: когда температура воды ниже 10 градусов, скорость гидролиза и реакции замедляются, что приводит к образованию мелких рыхлых хлопьев.
Решения:
- Строго контролируйте процедуру и интенсивность двухэтапного смешивания.
- Проверьте глубину мешалки, чтобы избежать образования завихрений на поверхности жидкости, в которые попадает воздух.
- Дайте достаточное время урегулирования (например, 30 минут) и внимательно наблюдайте за изменениями на протяжении всего процесса.
II. Краткое изложение шагов по быстрому устранению неполадок
1. Уменьшите дозировку: значительно уменьшите количество добавляемого ПАМ; это наиболее вероятная и простая для корректировки переменная.
2. Проверьте последовательность: подтвердите последовательность дозирования: PAC → (быстрое перемешивание в течение 1-2 минут) → PAM → (медленное перемешивание).
3.Проверьте реагенты:
- Подготовьте моделируемые сточные воды, используя чистую воду и стандартную глину (например, каолин), чтобы проверить эффективность PAC/PAM и исключить проблемы дезактивации реагентов.
- Подтвердите тип PAM.
4.Оптимизируйте процесс:
- Выполните систематический тест Jar, тестируя различные дозировки PAC (с фиксированным небольшим количеством PAM) и разные дозы PAM (с фиксированной оптимальной дозировкой PAC) в нескольких стаканах.
- Проверьте и отрегулируйте скорость и время быстрого и медленного перемешивания.
5.Соблюдайте детали:
- Происходит ли всплывание хлопьев во время перемешивания или после отстаивания? Всплывание во время перемешивания часто связано с пузырьками воздуха, а всплывание после осаждения часто связано с тем, что хлопья слишком легкие.
- Понаблюдайте за морфологией хлопьев: они похожи на большие и рыхлые облака-(возможно, из-за чрезмерного количества PAM) или маленькие и мутные (недостаточное PAC или неправильное перемешивание)?