סקירה על התקדמות המחקר של שילוב פאק-פאם

Xu Darong 1,2, Zhang Zhongzhi 2, Jiang Hao 1, Ma Zhigang 1

(1. בייג'ינג גואננג ג'ונגדיאן לשימור אנרגיה והגנת הסביבה בע"מ, בייג'ינג 100022; 2. אוניברסיטת סין לנפט (בייג'ינג), בייג'ינג 102249)

תקציר: בתחום טיפול בשפכים ושאריות פסולת, PAC ו-PAM נמצאים בשימוש נרחב כנוזלים נפוצים ועוזרים לקרישה. מאמר זה מציג את השפעת היישום ואת מצב המחקר של pac-pam בתחומים שונים, מתאר בקצרה את ההבנה והדעות של חוקרים שונים לגבי שילוב של pac-pam, ומנתח באופן מקיף את דרישות היישום והעקרונות של pac-pam בתנאי ניסוי ותנאי שטח שונים. בהתאם לתוכן ולתוצאות הניתוח של הסקירה, מאמר זה מצביע על העיקרון הפנימי של pac-pam המיושם בתנאי עבודה שונים, ומצביע על כך שלשילוב של PAC ו-PAM יש גם פגמים, ויש להחליט על אופן היישום והמינון שלו בהתאם למצב הספציפי.

מילות מפתח: פוליאלומיניום כלוריד; פוליאקרילאמיד; טיפול במים; פלוקולציה

0 מבוא

בתחום התעשייתי, השימוש המשולב בפוליאלומיניום כלוריד (PAC) ופוליאקרילאמיד (PAM) לטיפול בשפכים ובפסולת דומה יצר שרשרת טכנולוגית בוגרת, אך מנגנון הפעולה המשותף שלה אינו ברור, ויחס המינון לתנאי עבודה שונים בתחומים שונים גם הוא שונה.

מאמר זה מנתח באופן מקיף מספר רב של ספרות רלוונטית בארץ ובחו"ל, מסכם את מנגנון השילוב של PAC ו-PAC, ויוצר סטטיסטיקות מקיפות על מסקנות אמפיריות שונות בשילוב עם ההשפעה בפועל של PAC ו-PAM בתעשיות שונות, דבר שיש לו משמעות מנחה למחקר נוסף בתחומים קשורים.

1. דוגמה למחקר יישום ביתי של pac-pam

אפקט הקישור הצולב של PAC ו-PAM משמש בכל תחומי החיים, אך המינון ושיטות הטיפול התומכות שונים עבור תנאי עבודה וסביבות טיפול שונות.

1.1 ביוב ביתי ובוץ עירוני

ז'או יואיאנג (2013) ואחרים בדקו את אפקט הקרישה של PAM כמסייע קרישה ל-PAC ו-PAFC באמצעות שיטת הבדיקה בתוך מבנים. הניסוי מצא כי אפקט הקרישה של PAC לאחר קרישת PAM גדל משמעותית.

וואנג מוטונג (2010) ואחרים חקרו את השפעת הטיפול של PAC + PA על שפכים ביתיים בעיר, וחקרו את יעילות סילוק ה-COD ומדדים אחרים באמצעות ניסויים אורתוגונליים.

לין יינגזי (2014) ואחרים חקרו את אפקט הקרישה המוגבר של PAC ו-PAM על אצות במתקן טיהור מים. יאנג הונגמיי (2017) ואחרים חקרו את אפקט הטיפול של שימוש משולב במי שפכים קימצ'י, וסברו שערך ה-pH האופטימלי הוא 6.

פו פייקיאן (2008) ואחרים חקרו את ההשפעה של חומר פלוקולנט מורכב המיושם על שימוש חוזר במים. על ידי מדידת השפעות הסרת זיהומים כגון עכירות, TP, COD ופוספט בדגימות מים, נמצא כי לחומר פלוקולנט מורכב יש השפעה טובה להסרת כל סוגי הזיהומים.

קאו לונגטיאן (2012) ואחרים אימצו את שיטת הפתתה מרוכבת כדי לפתור את בעיות קצב התגובה האיטי, הפתות קלות וקושי לשקוע בתהליך טיהור המים בצפון מזרח סין עקב טמפרטורה נמוכה בחורף.

ליו האו (2015) ואחרים חקרו את השפעת הטיפול של חומר פלוקולנט מרוכב על תרחיף שיקוע והפחתת עכירות בביוב ביתי, ומצאו כי הוספת כמות מסוימת של חומר פלוקולנט PAM תוך הוספת PAM ו-PAC יכולה לקדם את אפקט הטיפול הסופי.

1.2 שפכי הדפסה וצביעה ושפכי ייצור נייר

ג'אנג לנה (2015) ואחרים חקרו את אפקט הקואורדינציה של כיטוזן (CTS) וחומר קרישה בטיפול בשפכי נייר, ומצאו שעדיף להוסיף כיטוזן.

שיעורי הסרת ה-COD והעכירות עלו ב-13.2% ו-5.9%.

שיה לין (2010) חקרה את ההשפעה של טיפול משולב של PAC ו-PAM בשפכי ייצור נייר.

ליו ז'יקיאנג (2013) ואחרים השתמשו בפוליאתילן פחמימני (PAC) ובנוזל פלוקולנט מורכב של PAC מתוצרת בית בשילוב עם חומרי אולטרסאונד לטיפול בשפכי דפוס וצביעה. הסיקו שכאשר ערך ה-pH היה בין 11 ל-13, הוסיפו תחילה PAC וערבבו במשך 2 דקות, ולאחר מכן הוסיפו PAC וערבבו במשך 3 דקות, והשפעת הטיפול הייתה הטובה ביותר.

ג'ואו דני (2016) ואחרים חקרו את השפעת הטיפול של PAC + PAM על שפכים ביתיים, השוו את השפעת הטיפול של מאיץ ביולוגי ונוגדן ביולוגי, ומצאו ש-PAC + PAM היה טוב יותר משיטת טיפול ביולוגית באפקט הסרת הנפט, אך PAC + PAM היה טוב בהרבה משיטת טיפול ביולוגית ברעילות באיכות המים.

וואנג ז'יז'י (2014) ואחרים חקרו את שיטת הטיפול בשפכים בשלב הביניים של ייצור נייר באמצעות קרישת PAC + PAM כחלק מהשיטה. כאשר מינון ה-PAC הוא 250 מ"ג/ליטר, מינון ה-PAM הוא 0.7 מ"ג/ליטר, וערך ה-pH כמעט ניטרלי, שיעור הסרת ה-COD מגיע ל-68%.

זואו ווייואן (2018) ואחרים חקרו והשוו את אפקט הפתתה המעורבת של Fe3O4 / PAC / PAM. הבדיקה מראה שכאשר היחס בין השלושה הוא 1:2:1, אפקט הטיפול של הדפסה וצביעה של מי שפכים הוא הטוב ביותר.

LV sining (2010) ואחרים חקרו את השפעת הטיפול של שילוב PAC + PAM על מי שפכים בשלב בינוני. המחקר מראה כי אפקט הפתתה המורכב הוא הטוב ביותר בסביבה חומצית (pH 5). מינון ה-PAC הוא 1200 מ"ג/ליטר, מינון ה-PAM הוא 120 מ"ג/ליטר, ושיעור הסרת הבקלה הוא יותר מ-60%.

1.3 שפכים כימיים מפחמיים ושפכי זיקוק

יאנג ליי (2013) ואחרים חקרו את אפקט הקרישה של PAC + PAM בטיפול בשפכים בתעשיית הפחם, השוו את העכירות השיורית תחת יחסים שונים, ונתנו את המינון המותאם של PAM בהתאם לעכירות התחלתית שונה.

פאנג שיאולינג (2014) ואחרים השוו את אפקט הקרישה של PAC + Chi ו-PAC + PAM על שפכי בתי זיקוק. הם הגיעו למסקנה של-PAC + Chi יש אפקט פלוקולציה טוב יותר ויעילות סילוק COD גבוהה יותר. תוצאות הניסוי הראו שזמן הערבוב האופטימלי היה 10 דקות וערך ה-pH האופטימלי היה 7.

דנג ליי (2017) ואחרים חקרו את השפעת הפתתה של PAC + PAM על שפכי נוזל קידוח, ושיעור הסרת ה-COD הגיע ליותר מ-80%.

וו ג'ינהואה (2017) ואחרים חקרו את הטיפול בשפכים כימיים מפחם באמצעות קרישה. ריכוז הפחם הפחמני הוא 2 גרם/ליטר וריכוז הפחם הפחמני הוא 1 מ"ג/ליטר. הניסוי מראה שערך ה-pH הטוב ביותר הוא 8.

גואו ג'ינלינג (2009) ואחרים חקרו את השפעת הטיפול במים של פלוקולציה מרוכבת וסברו כי אפקט ההסרה היה הטוב ביותר כאשר מינון ה-PAC היה 24 מ"ג/ליטר ו-PAM היה 0.3 מ"ג/ליטר.

לין לו (2015) ואחרים חקרו את השפעת הפתתה של שילוב pac-pam על מי שפכים המכילים שמן אמולסי בתנאים שונים, והשוו את ההשפעה של חומר פתתה יחיד. המינון הסופי הוא: PAC 30 מ"ג/ליטר, pam6 מ"ג/ליטר, טמפרטורת סביבה 40 ℃, ערך pH ניטרלי וזמן שקיעה של יותר מ-30 דקות. בתנאים הנוחים ביותר, יעילות הסרת ה-COD מגיעה לכ-85%.

2 מסקנה והצעות

השילוב של פוליאלומיניום כלוריד (PAC) ופוליאקרילאמיד (PAM) נמצא בשימוש נרחב בכל תחומי החיים. יש לו פוטנציאל גדול בתחום טיפול בשפכים ובוצה, ויש לחקור לעומק את ערכו התעשייתי.

מנגנון השילוב של PAC ו-PAM תלוי בעיקר בגמישות המעולה של שרשרת המקרומולקולות של PAM, בשילוב עם Al3+ ב-PAC ו-O ב-PAM ליצירת מבנה רשת יציב יותר. מבנה הרשת יכול לעטוף ביציבות זיהומים אחרים כגון חלקיקים מוצקים וטיפות שמן, כך שיש לו אפקט טיפול מצוין עבור שפכים עם סוגים רבים של זיהומים, במיוחד עבור דו-קיום של נפט ומים.

במקביל, לשילוב של PAC ו-PAM יש גם פגמים. תכולת המים של הפלוקולאט שנוצר גבוהה, והמבנה הפנימי היציב שלו מוביל לדרישות גבוהות יותר לטיפול משני. לכן, פיתוח נוסף של PAC בשילוב עם PAM עדיין מתמודד עם קשיים ואתגרים.