בטיפול במים פסולת, העשבות מטושטשת היא צעד ביניים קריטי המשפיע ישירות על הביצועים הכלכליים והסביבתיים של הצמח כולו.על ידי צמצום נפח של מזחלות, עיבוי הופך לאחר פיזור מים, אחסון, תחבורה, וסילוק יעיל יותר ויעיל באופן משמעותי יותר ויותר.בין השיטות הרבות הזמינות, השימוש של floulants פולימרניים התפתח כגישה יעילה ורב-תכליתית מאוד כדי להאיץ ולשפר את התהליך העסמיך זה, לבחון את היתרונות של בחירת חומרים, אשר עומדים מאחורי הקלעים, ולבחון את הביצועים המעשיים, ולבחון את התוצאות, ולבחון את התוצאות.

הבנה של סלידג'יקינג ותפקידם של פלוקוטים

סמילינג סלידג' הוא תהליך שמגביר את ריכוז הפעוטים על ידי הסרת חלק מהנוזל בדרך כלל החל על הפעוט הראשוני, חתך (ביולוגי) או פעוט מעורב, עבה יכול להפחית את נפח החיתוך ב-50% עד 75% או יותר. הפחתה זו מתרגם ישירות לעלויות נמוכות יותר עבור מיתמי מטה, עיכול, וסילוק סופי.

היעילות של העשב תלויה במידה רבה על כמה מוצקות מושעה ניתן לאסוף ולהשתקע.ללא סיוע כימי, חלקיקים רבים מתפתלים נשארים קטנים, טעון שלילית, מפוזרים, המוביל להאט התיישבות וקומפקטיות גרועה. flocculants פולימר לטפל בזה על ידי ניטרלית יחידות משטח וחיזוק חלקיקים יחד לתוך גדול יותר, צפוף יותר הנקרא flocsflocs וצורה מהירה מאוד, כדי להסיר אוויר עבה יותר, או מכווץ יותר, כגון מכווץ מים).

מה הם חומרים פולימר?

flocculants פולימר הם מולקולות אורגניות ארוכות שרשרת, סינתטי או טבעי, אשר מקדם את הצטברות של מוצקים מושעה.הם עובדים באמצעות שתי מנגנונים עיקריים: לטעון נייטרליזציה ופולימרים גירוד.בטענת נייטרליזציה, קבוצות פונקציונליות של פולימר מצמידות חלקיקים מואשמים באופן הפוך, צמצום הכוחות השבויים המונעים חלקיקים.

סוגים של Polymer Flocculants

flocculants פולימר מסווג בדרך כלל על ידי המטען הטוני שלהם:

  • (FLT:0Cationic Polymers:FLT:1 חיובי, הם יעילים מאוד עבור חלקיקים טעונים אחראי שלילי, כגון אלה בדוגמאות נפוצות כוללים פולי אקרימיד (PAM) copolymers עם מונומרים ⁇ .
  • (FLT:0) פולימרים האנוניים: FLT:1 טעונה שלילית, הם עובדים היטב עם מוצקים טעונים חיובי או במערכות גבוהות של PH. הם משמשים לעתים קרובות בנפיחות ראשונית עבה.
  • (ב) ⁇ :0) פולימרים לא-מינויים: FLT:1 ניטראלי אחראי, הם מסתמכים בעיקר על גישור והם פחות רגישים ל- pH ולכוח איטוני.
  • (בספרדית:0) ,Natural Polymers (Bioflocculants): דרבירד מכוכב, צ'יטוסאן, או מקורות טבעיים אחרים, אלה זוכים לתשומת לב לאמינותם הביולוגית וה רעילות שלהם, אם כי הם לעתים קרובות פחות יעילים מאשר אפשרויות סינתטיות.

המשקל המולקולרי של פולימר הוא פרמטר קריטי נוסף. פולימרים במשקל מולקולרי גבוה (מעל 10 מיליון g / mol) הם הטובים ביותר עבור גירוד, בעוד פולימרים מולקולריים נמוכים יותר יעילים יותר עבור אופטימיזציה בתשלום. הבחירה של סוג פולימר ומינונים חייב להיות אופטימיזציה עבור כל מקור סלדג' כדי להשיג ריצוף מקסימלי ללא overdosing, אשר יכול להוביל ליציבות או עלייה של מולטי.

היתרונות העיקריים של שימוש בפולימר פלוקנטים ב- Sludge Thicking

flocculants פולימר לספק מגוון רחב של יתרונות תפעוליים, כלכליים וסביבתיים.התתתת החלקים הבאים מפרטת את היתרונות המשמעותיים ביותר.

שיפור קצב קביעת תהליכים וצמצום זמן התהליך

על ידי יצירת flocs גדולים יותר, פולימרים להגדיל באופן דרמטי את המהירות הניתוק של חלקיקים סללטים.כבדות Gravity יכול להשיג את הריכוז הרצוי של מוצקים שבריר של הזמן הנדרש ללא dosing כימי.התיישבות מהירה יותר מאפשרת צמחים להגדיל את התפוקה ללא נפח טנק מתרחב, או להפחית את זמן השמירה הידראולי, שיפור יכולת צמחית הכוללת.

שיפור ביצועים

המבנה הטבולי שנוצר על ידי פולנטים פולימרים אינו רק התיישבות מהירה אלא גם ⁇ ודחוס.תכונה זו מאפשרת שחרור מים יעיל יותר במהלך השלבים הבאים של מיקורים - בין אם על ידי מסנן החגורה, צנטריפוגה, או סינון עיתונות.התוצאה היא עוגה יבשה עם תוכן מוצק יותר, לעתים קרובות מעל 20-30% עוגה מוצקה.

חיסכון בעלויות

בעוד כימיקלים פולימרים מייצגים עלות נוספת, החיסכון שהם מייצרים בדרך כלל הרבה יותר עולה על ההוצאות.מהיר מקטין את האנרגיה הנדרשת עבור משאבה ומיקסינג. נפח פחות מלוטש פירושו צריכת פולימרים נמוכה יותר במינון, מופחת עלויות, ועלויות טיפ נמוך יותר במזיקים או מתקני חיטוי. צמחים רבים מדווחים חיסכון נטו של 20% עד 40% בעלויות טיפול סלפי הכולל בעת שימוש אופטימיזציה פולימר.

הקטנת Landfill Utilization וטביעת רגל סביבתית

עוגת ד"ר גילוח תופסת פחות נפח במזימות אדמה, מרחיבה את חיי אתרי הסימון וצמצום תדירות התחבורה.יתר על כן, שיפור הפחתת המיץ מצמצם את כמות הנוזלים שהוחזרו לעבודות ראש הטיפול, צמצום עומסי החלמה. טביעת הרגל הנמוכה ממשאית מופחתת ושימוש באנרגיה היא יתרון סביבתי נוסף.

סיכון מינידור ופתוגן

על ידי הסרת מים ביעילות רבה יותר, פוטבוליות פולימר עוזר ליצור פענוח יציב יותר כי הוא פחות נוטה decomposition אנירובי ודור ריח. Drier פעוט גם להפחית את הפוטנציאל של regrowth פתוג במהלך האחסון. שיפורים אלה לשפר את תנאי העבודה במפעל ולהפוך biosolids יותר מקובל על שימוש מועיל.

גורמים המשפיעים על ביצועי פולימר פלוגנטיות

כדי לממש את היתרונות המלאים, המפעילים חייבים להבין את המשתנים המשפיעים על יעילות הריצוף.גורמי מפתח כוללים מאפיינים מקודדים, כימיה מים, שילוב תנאים, תכונות פולימר.

סוג ה-Selpha Type ו- Solids Concentration

פעוט ראשוני, עם התוכן הגבוה ביותר של פיברנוס ו מוצקות מיישבות, לעתים קרובות מגיב היטב לפולימרים יון או לאיים. ⁇ ביולוגיים, המכיל תאים מיקרוביאליים וחומרים פולימריים נוספים (EPS), בדרך כלל דורש פולימרים קטיים עקב המטען השלילי של פני השטח מעורב יכול צריך מערכת תערובת זהירה או כפולה פולימרים.

pH וכוח Ionic

צפיפות המטען של חלקיקים מתפתלים ומולקולות פולימרים מושפעת pH.לדוגמה, פולימרים התעמלות הם יעילים ביותר נייטרליים לתנאים חומציים מעט, בעוד פולימרים יוןיים ביצועים טובים יותר ב pH גבוה יותר. חוזק איטוני גבוה (סאלימיות) יכול לדחוס את השכבה הכפולה סביב חלקיקים, לפעמים להפחית את המינון הפולימרים הנדרש, אבל זה יכול גם להפריע לנטרולציה.

זמן ערבוב ו Flocculation

ערבוב נכון הוא חיוני כדי להשיג הפצה פולימרית אחיד וflocculation. Rapid ערבוב בנקודה של הזרקת מתפזר את הפולימרים, ואחריו flocculation עדין כדי לאפשר צמיחה של חנק ללא הפסקה. Overmixing או זעזוע יתר יכול קרע floture flocs, צמצום ביצועים יישב.הרבה מערכות מבהבים להשתמש במיקסרים סטטיים קו או תוכנן במיוחד ריצוף עם מיכלים מרוקדים.

טמפרטורה וגיל סלידג

טמפרטורות קרות להאט את קצב התגובה הכימית ולהגדיל את פני המים, אשר עשוי לדרוש מנות פולימרים גבוהות יותר או יותר זמן ריצוף.גיל גיל פענוח (מצטבר במשך כמה ימים) לעתים קרובות יש הרס מבנה החנקן משונים ושנו מטען פני השטח, מה שהופך את זה קשה יותר כדי לצוף.במקרים כאלה, פעוט טרי יותר או תוספת של coagulant (למשל, מלח מתכת) לפני ביצוע פעולות פולימרים יכול לשפר את התוצאות.

בחירת הפולימר הנכון

בחירת הפולימרים האופטימלית כרוכה איזון מספר פרמטרים: סוג המטען, צפיפות המטען, משקל מולקולרי וצורה פיזית.ההנחיות הבאות יכולות לעזור לצמצם את האפשרויות.

הכחשת הכחדת המשקל המולקולרי

עבור ניתוק עם מטען שלילי גבוה (pical of bioput), פולימר צמידי עם מדיום כדי צפיפות גבוהה מטען נדרש. עבור ניכוי נמוך תשלום (primary pudge), פולימר נמוך תשלום נמוך או אנלוגי פולימר פולימר יכול מספיק. פולימרים מולקולרי גבוה (10-20 מיליון g / mol) הם הטובים ביותר עבור ריצוף, בעוד משקולות מולקולריות נמוכות (1–5 מיליון) הם לעתים קרובות הקלה על ירידה במשקל מולקולרית.

צורה פיזית והכנות

פולימרים זמינים כמו אבקות יבשות, ulsions, או פתרונות. אבקת יבש הם עלות יעילה אבל דורשים ציוד איפור מיוחד עבור פירוק מבוקר. Emulsions הם pre-dispersed ומתמוסס במהירות, אבל הם מכילים שמן וגולשים שיכולים להשפיע על איכות סלקוד. פתרונות פולימרים הם מוכנים לשימוש אבל מאוד דילול, המוביל עלויות משלוח גבוהות יותר.

ביצוע בדיקות ג'ארד והערכה משפטית

אין ברירה לעשות ללא בדיקות אמפיריות.מבחן צנצנת סטנדרטי כולל הוספת מנות פולימרים שונות לסדרת דגימות סלדגות, ולאחר מכן התבוננות היווצרות של חנק, קצב התיישבות, בהירות סופרנטנטית, ו מוצקות עוגה.המטרה היא לזהות את המינון המינימלי שמייצר חיץ חזק וסידור טוב.משפטים צריך להתבצע בטמפרטורה סלחה בפועל ו pH, צריך לכלול שליטה ללא ספקים פולימרים רבים.

שיטות יישומים וציוד

מינון נכון ושילוב הם חשובים כמו בחירת פולימרים. Common נקודות כוללים את קו הזנה סלדג 'המשך, את המבוא עבה, או מיכל flocculation ייעודי.

מערכות

עבור פולימרים יבשים, יחידת איפור אוטומטית משתמשת מיכל משפך רטוב והזדקנות כדי לייצר פתרון מניות עקבי. Emulsion פולימרים להשתמש משאבה מ"ר פשוט ודילול פנימי. בכל המקרים, הפתרון פולימר צריך להיות מוזרק רק במעלה הזרם של ערבוב סטטי או לתוך אזור סוער כדי להבטיח פיזור מהיר.

אופטימיזציה של Flocculation in Gravity Thickeners

במשעמם של כוח הכבידה קונבנציונלי, הפולימרים מתווספים בדרך כלל אל הפעוט הנכנס למרכז להאכיל היטב. Gentle ערבוב בתוך הזין היטב מאפשר flocs להיווצר לפני שהם נכנסים לאזור התיישבות ה ⁇ . מנגנון קליט גדר איסוף יכול לעזור להפיץ flocs ולמנוע גירוד מעל פני מיכל התחתון.

אוטומציה ובקרה

מתקנים מודרניים רבים משתמשים במקלי טורחה מקוונים, הזרמת גלאיים נוכחיים, או חיישניים מולטי פולימרים אוטומטי.מערכות אלה יכולות להתאים את קצב ההזנה בהתבסס על איכות סלפט בזמן אמת, צמצום הפסולת ושמירה על ביצועים אופטימליים גם במהלך וריאציות תהליך מתקדם יכול להפחית את צריכת פולימרים ב 10-20% בהשוואה ל- dosing ידני.

אסטרטגיות לחיקוי פוטנציאליות ואסטרטגיות מייגציה

בעוד שפליפולינים מציעים יתרונות עצומים, הם לא ללא אתגרים.מודעות לבעיות אלה מאפשרת למפעילים לפתח תוכניות הקטנת.

תגברות ושיקום

פולימר מוגזם יכול לגרום חלקיק re-dispersion, עלייה פעוט מולטי, ואת dewatering העניים. overdosed סלדג 'ל לעתים קרובות הופך מסובך וקשה לשאיבה. כדי למנוע זאת, מפעילי צריך להתחיל עם מנה שמרנית להגדיל בהדרגה תוך ניטור איכות floc. jar בדיקה jar רגילה ומדידות טורחות לעזור לתפוס מגמות של מנת יתר מוקדם.

רגישות של Flocs

צפיפות שנוצרו טריים הם שבריריים ויכולים לפרק אם נתון לשקע גבוה במשאבות, שסתום, או העברה צינורות. Floc breakage משחרר חלקיקים בסדרי משקל שעלולים להקפיץ את הציוד הזרם.כדי להפחית את ה-Shear, המפעילים יכולים להשתמש במשאבי דל-שר (למשל, חלל מתקדם או כיכר), להתקין את היישרים, ולאתר את נקודת הזרקת פולימר קרוב ככל האפשר.

עלויות כימיות וסובלנות הדדית

פולימרים סינתטיים, במיוחד אלה סלקטיביים, יכולים להיות יקרים ועשויים להכיל מונומרים חיים כמו אקרילימיד, שהוא נוירוטוקסין. יצרנים מציעים עכשיו ציונים נמוכים מונומר כי לעמוד בסטנדרטים קפדניים עבור יישום ביוסולאידים אדמה. פולימרים טבעיים, אם כי יותר יקר ליחידת ביצועים, הם ביו-דידנטים ונושאים סיכון נמוך יותר.

Polymer ו-Shelf Life

אמפתיה ופתרון פולימרים יכולים להידרדר לאורך זמן, במיוחד תחת טמפרטורות גבוהות או תנאים מקפיאים. אבקות יבשות הן יציבות יותר, אבל יכול לספוג לחות ועוגות אם לא מאוחסנים כראוי. צמחים צריכים לאחסן פולימרים במקום קריר, יבש, להשתמש במערכת מלאי ראשונה-ראשון-לא-ראשון-ראשון-לא-ראשון-לא- הראשון-לא- הראשון-לא-out, ולהימנע אחסון רב מעבר לחיים הממלצים של היצרן (בדרך כלל 6-12 חודשים).

תוצאות חיפוש ויישומים אמיתיים

כדי להמחיש את ההשפעה המעשית, לשקול צמח עירוני המטפל 10 מיליון גלונים ביום (MGD) עם שיתוק ראשוני ופסולת מגובש.לפני השימוש בפולימרים, הכובד המיוצר מזחלות ב-4% עם שמירה ארוכה זמן.לאחר המעבר לפולימרט דביק דחוס מותאם ב-8lb לכדי ייבוש של מוצקות, המסובך גדל תחת סוללות מוצקות ל-6% ולהפחית את הפחתת זמן של 30% מנפח של פחמן פולימרט.

בסביבה תעשייתית - מתקן עיבוד מזון - הפעוט היה גבוה בשומן, שמנים, ו grease (FOG) A במיוחד נוסחת משקל מולקולרי גבוה copolymer, בשילוב עם מנה קטנה של chloride ferric כמו coagulant, עלייה עוגה מוצק מ 20% עד 30% וקיצוץ דמי טיפ על ידי 25%.

בעיות נפוצות

כאשר ביצועי הריצוף טיפות, גישה לפתרון בעיות שיטתיות מסייעת לזהות שורש גורם.השולחן הבא מסכם בעיות נפוצות ופתרונות:

  • (FLT:0) קטן, flocs diffuse: bouc:ראה 1) כמו כן, מנה פולימר לא מספיק או משקל מולקולרי נמוך.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) קליר סופרנט אך עני התיישבות: אנדרל 1 (FLT:1) פלוקים עשוי להיווצר אך הם מבולדים בשל בועות גז או תוכן שמן גבוה.
  • (FLT:0) ללא היווצרות של החנק למרות מינון גבוה: pH או כוח ionic עשוי להיות מחוץ לטווח האפקטיבי של פולימר.מבחן מנקה כימיה ולבחון סוג אחר של מטען.
  • (ב) ⁇ :0) מפוזרים לאחר היווצרות: FIRLT:1 [ה] גבוה באכילה קווים או משאבות. התקנת משאבה דלת-שררה או צמצום עוצמת התערובת.

מגמות עתידיות בפולימר פלוקנטים עבור Sludge

תעשיית המים הבזבזנית נעה לעבר פתרונות בר-קיימא ואינטליגנטיים יותר.

  • מחקר:0(Bio-based Polymers:FreaLT:1) מקדם על flocculants biodegradable הנגזר מ cellulose, chitosan, או מקורות מיקרוביאליים. אלה מבטיחים השפעה סביבתית נמוכה יותר והרעלת מופחת, אם כי ביצועים עם פולימרים סינתטיים עדיין אופטימיזציה.
  • (FLT:0) מערכות Dosing Systems:FLT:1 Machine Learning אלגוריתמים בשילוב עם חיישנים בזמן אמת (למשל, תמונה כמעט- infrared עבור קידוד) יכול לחזות מנה פולימר אופטימלית ולהתאים מיד לשינויים במאפיינים של סלפט.
  • (FLT:0)Dual-Polymer Systems: FIRLT:1) שימוש בשילוב של פולימר מולקולרי נמוך עבור ניטרליזציה מטען ואחריו פולימר כבד מולקולרי גבוה עבור גירוד יכול להשיג מבנה מטבול העליון ו dewaterability.
  • (FLT:0)Nanomaterials ו-Fcculants היברידית: ניברסאליים: 1 ננו-חלקיקים שנסקרו עם רשתות פולימרים נחקרים על יכולתם לחדור חלקיקים יפים מאוד עם ביקוש כימי נמוך יותר.

ככל שהחידושים האלה מתבגרים, הם ישפרו עוד יותר את התפקיד של פוטבולים פולימרים כאבן הפינה של ניהול יעיל, יעיל ובעל אחריות סביבתית.

מסקנה

flocculants פולימר מוכח כלים לשיפור משמעותי של תהליכים מתפתלים על פני יישומים טיפול במים עירוניים ותעשייתיים.על ידי השגת התיישבות, שיפור הפחתת נפח החיתוך, והורדת עלויות תפעוליות, הם מספקים החזרים כלכליים וסביבתיים למדידה תלויה בבחירת קפדני של סוג פולימר ומינון, עיצוב מערכת נאותה, ניטור מתמשך.

למידע נוסף על בחירת השפע והפולימרים, להתייעץ עם משאבי התעשייה כגון הפדרציה הסביבתית של 5.3 (WEF) ,WEF) , נציבות הגנת הסביבה של 2US (EPA)FLT 3: ומסמכים טכניים מן FLT:4 , ומסמכים טכניים מן האגודה הבינלאומית של מים בינלאומיים (IWA)FIRLT:5:5US Environmental Protection Agency (EPA)FLT 3, ומסמכים טכניים מן ה-FLT:5