Inleiding Bij het in gebruik nemen van een afvalwatersysteem zijn kleinschalige- coagulatie- en sedimentatie-experimenten noodzakelijk. Het fenomeen van het drijven van vlokjes tijdens deze experimenten is een veel voorkomend maar waardevol probleem om diepgaand te analyseren. Dit geeft meestal aan dat een of meer belangrijke aspecten van het experimentele proces aanpassing behoeven.
De belangrijkste reden dat vlokjes drijven in plaats van zinken, is dat de vlokdichtheid kleiner is dan die van water of dat deze wordt ondersteund door externe krachten zoals luchtbellen. We kunnen dit probleem systematisch onderzoeken en oplossen vanuit de volgende aspecten:
I. Analyse van de belangrijkste oorzaken en oplossingen
1. Doseringsproblemen met PAC (polyaluminiumchloride).
Oorzaken:
- Onvoldoende dosering: Het door hydrolyse geproduceerde aluminiumhydroxidecolloïde is onvoldoende om de lading van de colloïdale deeltjes in het water volledig te neutraliseren en slaagt er niet in grote en dichte vlokken te vormen.
- Overmatige dosering: Overmatige PAC zal ervoor zorgen dat de oppervlaktelading van colloïdale deeltjes omkeert (van negatief naar positief), wat leidt tot herstabilisatie van het colloïd en problemen bij aggregatie. Tegelijkertijd zal overmatige aluminiumzouthydrolyse de alkaliteit verbruiken, waardoor het water mogelijk zuur wordt, en het gegenereerde aluminiumhydroxidecolloïde zal te licht zijn.
Oplossingen:
- Voer bekertests uit om de optimale dosering te bepalen. Begin in het algemeen met 50 mg/l en verhoog geleidelijk (bijv. 50, 100, 150, 200 mg/l), waarbij u de vorming van vlokjes en sedimentatie in acht neemt.
- Controleer of de houdbaarheidsdatum van de PAC-oplossing is verstreken (bijvoorbeeld door te lange bereidingstijd of hydrolyseprecipitatie). Een vers bereide oplossing wordt aanbevolen.
2. Doseringsproblemen met PAM (polyacrylamide).
Oorzaken:
- Voor algemeen afvalwater moet kationisch PAM worden gebruikt omdat colloïdale deeltjes doorgaans negatief geladen zijn.
- Als anionisch PAM per ongeluk wordt gebruikt, zal het negatief geladen deeltjes afstoten, waardoor brugvorming moeilijk wordt.
- Als niet-ionische PAM per ongeluk wordt gebruikt, kan een verkeerde combinatie van ladingen tot slechte resultaten leiden.
- Onjuiste doseringsvolgorde: PAC moet eerst worden toegevoegd voor snelle menging en destabilisatie. Na een interval van ongeveer 1-2 minuten moet PAM worden toegevoegd als langzaam meng- en coagulatiehulpmiddel. Het omkeren van de volgorde of een te kort interval zal de effectiviteit aanzienlijk verminderen.
- Overmatige dosering: PAM is een polymeer met hoog-moleculair-gewicht. Overmatig gebruik kan een 'wikkel-up'-effect veroorzaken, waardoor de vlokken los worden, met een hoog watergehalte en een lage dichtheid, waardoor ze gaan drijven. Dit is een van de meest waarschijnlijke oorzaken van het drijven van vlokjes.
- Onjuiste selectie van PAM-type:
- PAM-concentratie te hoog of onvoldoende opgelost: Dit leidt tot een ongelijkmatige verspreiding in het afvalwater, een plaatselijke overmaat en de vorming van "klonten" die blijven drijven.
Oplossingen:
- Houd u strikt aan de volgorde ‘Eerst PAC, dan PAM’ en controleer het interval zorgvuldig.
- Voer tests uit met een aanzienlijk lagere PAM-dosering. De dosering van PAM is meestal erg klein, mogelijk 1-5 mg/l of zelfs lager. Probeer te beginnen met 0,5 mg/l en deze geleidelijk te verhogen.
- Bevestig dat kationische PAM wordt gebruikt. Raadpleeg de leverancier of raadpleeg de productinstructies.
- De PAM-oplossing moet grondig worden geroerd en opgelost (meestal duurt dit 40-60 minuten). De aanbevolen concentratie is 0,1%-0,3% (delen per duizend tot drie delen per duizend).
3. Kenmerken van de afvalwaterkwaliteit
Oorzaken:
- Hoge niveaus van olie of organisch materiaal in het water: deze stoffen hebben een lage dichtheid en verminderen, wanneer ze worden ingekapseld door vlokken, de totale dichtheid.
- Overmatig gehalte aan zout of oppervlakteactieve stoffen: Dit kan de hydrolyse en ladingsneutraliserende effecten van het reagens beïnvloeden.
- Overmatige organische belasting in het water: Dit vormt "plakkerige" vlokken die luchtbellen inkapselen.
Oplossingen:
- Begrijp indien mogelijk de bron en de belangrijkste componenten van het afvalwater.
- Probeer de pH-waarde aan te passen. Het optimale pH-bereik voor PAC is over het algemeen 6,5-7,5. Een te lage of te hoge pH zal de morfologie van de hydrolyseproducten beïnvloeden. Pas de pH aan met NaOH of verdun zuur en probeer het opnieuw.
- Overweeg of voorbehandeling (zoals olieafscheiding) noodzakelijk is.
4. Experimentele werking en hydraulische omstandigheden
Oorzaken:
- PAC-doseringsfase: Vereist snel en krachtig mengen (bijv. 250-300 rpm, 30-60 seconden) om een onmiddellijke en uniforme verspreiding van het reagens te garanderen.
- PAM-toevoegingsfase: Langzaam en voorzichtig mengen is vereist (bijv. 40-60 rpm, 10-20 minuten) om de groei van de vlok te bevorderen zonder deze te breken.
- Onjuiste mengintensiteit en -tijd:
- Lucht die tijdens het mengen binnendringt: Door krachtig mengen of een onjuiste plaatsing van het roerwerk kunnen grote hoeveelheden lucht in het water terechtkomen, waardoor microbellen ontstaan die zich aan de vlokken hechten en ervoor zorgen dat ze gaan drijven.
- Onvoldoende bezinkingstijd: De vlokken zijn niet volledig verdicht en bezonken.
- Lage watertemperatuur: Wanneer de watertemperatuur lager is dan 10 graden, vertragen de hydrolyse- en reactiesnelheden, wat resulteert in kleine, losse vlokken.
Oplossingen:
- Houd strikt toezicht op de mengprocedure en -intensiteit in twee- fasen.
- Controleer de roerderdiepte om te voorkomen dat er wervelingen op het vloeistofoppervlak ontstaan die lucht introduceren.
- Zorg voor voldoende bezinkingstijd (bijvoorbeeld 30 minuten) en observeer zorgvuldig de veranderingen gedurende het hele proces.
II. Samenvatting van de stappen voor snelle probleemoplossing
1. Verlaag de dosering: verminder de toegevoegde hoeveelheid PAM aanzienlijk; dit is de meest waarschijnlijke en gemakkelijkste variabele om aan te passen.
2. Controleer de volgorde: Bevestig de doseringsvolgorde als PAC → (snel roeren gedurende 1-2 minuten) → PAM → (langzaam roeren).
3. Valideer de reagentia:
- Bereid gesimuleerd afvalwater voor met schoon water en standaardklei (bijvoorbeeld kaolien) om de effectiviteit van PAC/PAM te testen en problemen met de inactivatie van reagentia uit te sluiten.
- Bevestig het PAM-type.
4. Optimaliseer het proces:
- Voer een systematische Jar-test uit, waarbij u verschillende PAC-doseringen (met een vaste kleine hoeveelheid PAM) en verschillende PAM-doseringen (met een vaste optimale PAC-dosering) in meerdere bekers test.
- Controleer en pas de snelheid en tijd van snel en langzaam roeren aan.
5. Observeer details:
- Vindt er vlokkendrijven plaats tijdens het roeren of na het bezinken? Het drijven tijdens het roeren heeft vaak te maken met luchtbellen, terwijl het drijven na het bezinken vaak te maken heeft met het feit dat de vlokken te licht zijn.
- Observeer de vlokmorfologie: zijn ze groot en donzig, wolkachtig- (mogelijk als gevolg van overmatige PAM) of klein en troebel (onvoldoende PAC of onvoldoende menging)?
