מבוא בעת הזמנת מערכת מי שפכים, יש צורך בניסויים בקנה מידה קטן של קרישה ושקיעה. תופעת הציפה במהלך ניסויים אלו היא בעיה שכיחה אך כדאי לנתח אותה לעומק. זה בדרך כלל מצביע על כך שאחד או יותר היבטים מרכזיים בתהליך הניסוי זקוקים להתאמה.
הסיבה העיקרית לציפה במקום לשקוע היא שצפיפות הפקקים קטנה ממים או שהיא נתמכת על ידי כוחות חיצוניים כמו בועות אוויר. אנו יכולים לחקור ולפתור בעיה זו באופן שיטתי מההיבטים הבאים:
I. ניתוח של סיבות ופתרונות עיקריים
1. בעיות מינון של PAC (פוליאלומיניום כלוריד).
גורמים:
- מינון לא מספיק: קולואיד האלומיניום הידרוקסיד המיוצר על ידי הידרוליזה אינו מספיק כדי לנטרל לחלוטין את המטען של חלקיקים קולואידים במים, ולא מצליח ליצור פקקים גדולים וצפופים.
- מינון מוגזם: PAC מוגזם יגרום למטען פני השטח של חלקיקים קולואידים להתהפך (משלילי לחיובי), מה שיוביל לייצוב מחדש של הקולואיד ולקושי בהצטברות. במקביל, הידרוליזה מוגזמת של מלח אלומיניום תצרוך אלקליניות, מה שעלול להפוך את המים לחומצי, והקולואיד הידרוקסיד האלומיניום הנוצר יהיה קל מדי.
פתרונות:
- ערכו בדיקות כוסות כדי לקבוע את המינון האופטימלי. בדרך כלל, התחל עם 50 מ"ג/ליטר והעלה בהדרגה (למשל, 50, 100, 150, 200 מ"ג/ליטר), תוך התבוננות בהיווצרות פקקים ושקיעה.
- בדוק אם פג תוקפו של תמיסת ה-PAC (למשל, עקב זמן הכנה מופרז או משקעי הידרוליזה). מומלץ פתרון מוכן טרי.
2. בעיות מינון PAM (פוליאקרילאמיד).
גורמים:
- עבור שפכים כלליים, יש להשתמש ב-PAM קטיוני מכיוון שחלקיקים קולואידים בדרך כלל טעונים שלילי.
- אם נעשה שימוש בטעות ב-PAM אניוני, הוא ידחה חלקיקים בעלי מטען שלילי, ויקשה על הגישור.
- אם נעשה שימוש בטעות ב-PAM לא-יוני, אי התאמה של טעינה עלולה להוביל לתוצאות גרועות.
- רצף מינון שגוי: יש להוסיף תחילה PAC לערבוב מהיר ולערעור יציבות. לאחר מרווח של כ-1-2 דקות, יש להוסיף PAM לערבוב איטי ולעזרת קרישה. היפוך הסדר או מרווח קצר מדי יקטין משמעותית את האפקטיביות.
- מינון מוגזם: PAM הוא פולימר-מולקולרי-במשקל גבוה. שימוש מופרז עלול ליצור אפקט של "עטיפה-, מה שהופך את הקבוצות רופפות, עם תכולת מים גבוהה וצפיפות נמוכה, ובכך לגרום להן לצוף. זהו אחד הגורמים הסבירים ביותר לציפה של צאן.
- בחירת סוג PAM שגויה:
- ריכוז PAM גבוה מדי או התמוססות לא מספקת: זה מוביל לפיזור לא אחיד בשפכים, לעודף מקומי ולהיווצרות "גושים" שצפים.
פתרונות:
- היצמדו בקפדנות לסדר "תחילה PAC, ואז PAM", ושלטו במרווח בקפידה.
- ערכו בדיקות עם מינון PAM מופחת משמעותית. המינון של PAM הוא בדרך כלל קטן מאוד, אולי 1-5 מ"ג/ליטר או אפילו נמוך יותר. נסה להתחיל עם 0.5 מ"ג/ליטר ולהגדיל בהדרגה.
- אשר כי נעשה שימוש ב-PAM קטיוני. התייעץ עם הספק או עיין בהוראות המוצר.
- יש לערבב היטב ולהמיס את תמיסת PAM (בדרך כלל דורש 40-60 דקות). הריכוז המומלץ הוא 0.1%-0.3% (חלקים לאלף עד שלושה חלקים לאלף).
3. מאפייני איכות שפכים
גורמים:
- רמות גבוהות של שמן או חומר אורגני במים: לחומרים אלו יש צפיפות נמוכה, וכאשר הם עטופים על ידי פקקים, הם מפחיתים את הצפיפות הכוללת.
- תכולת יתר של מלח או חומרים פעילי שטח: הדבר עלול להשפיע על השפעות ההידרוליזה וניטרול המטען של המגיב.
- עומס אורגני מוגזם במים: זה יוצר פקקים "דביקים" הכורכים בועות אוויר.
פתרונות:
- במידת האפשר, הבן את המקור והמרכיבים העיקריים של השפכים.
- נסה להתאים את ערך ה-pH. טווח ה-pH האופטימלי עבור PAC הוא בדרך כלל 6.5-7.5. pH נמוך מדי או גבוה מדי ישפיע על המורפולוגיה של מוצרי ההידרוליזה שלו. התאם את ה-pH עם NaOH או חומצה מדוללת ונסה שוב.
- שקול אם יש צורך בטיפול מקדים (כגון הפרדת שמן).
4. תפעול ניסוי ותנאים הידראוליים
גורמים:
- שלב מינון PAC: דורש ערבוב מהיר ונמרץ (למשל, 250-300 סל"ד, 30-60 שניות) כדי להבטיח פיזור מיידי ואחיד של המגיב.
- שלב הוספה של PAM: נדרש ערבוב איטי ועדין (למשל, 40-60 סל"ד, 10-20 דקות) כדי לקדם את צמיחת הפקקים מבלי לשבור אותם.
- עוצמת ערבוב וזמן לא נאותים:
- אוויר המוכנס במהלך הערבוב: ערבוב נמרץ או מיקום לא תקין של המערבל עלולים להחדיר כמויות גדולות של אוויר למים, וליצור בועות מיקרו שנדבקות לפקקים ולגרום להם לצוף.
- זמן התייצבות לא מספיק: הצירים לא נדחסו לחלוטין והתיישבו.
- טמפרטורת מים נמוכה: כאשר טמפרטורת המים נמוכה מ-10 מעלות, קצבי ההידרוליזה והתגובה מואטים, וכתוצאה מכך להקות קטנות ורופפות.
פתרונות:
- שליטה קפדנית בהליך הערבוב ובעוצמתו-של שני השלבים.
- בדוק את עומק המערבל כדי למנוע יצירת מערבולות על פני הנוזל המכניסות אוויר.
- אפשר זמן התייצבות מספיק (למשל, 30 דקות) וצפה בקפידה בשינויים לאורך התהליך.
II. סיכום שלבי פתרון בעיות מהירים
1.הפחת את המינון: הפחית באופן משמעותי את כמות ה-PAM שנוספה; זהו המשתנה הסביר והקל ביותר להתאמה.
2. בדוק רצף: אשר את רצף המינון כ-PAC → (ערבול מהיר למשך 1-2 דקות) → PAM → (ערבול איטי).
3. אמת את הריאגנטים:
- הכן שפכים מדומים באמצעות מים נקיים וחימר סטנדרטי (למשל, קאולין) כדי לבדוק את היעילות של PAC/PAM ולשלול בעיות של אי הפעלה של ריאגנטים.
- אשר את סוג PAM.
4. מטב את התהליך:
- בצע בדיקת צנצנת שיטתית, בדיקת מינוני PAC שונים (עם כמות קטנה קבועה של PAM) ומינוני PAM שונים (עם מינון PAC אופטימלי קבוע) במספר כוסות.
- בדוק והתאם את המהירות והזמן של ערבוב מהיר ואיטי.
5. שימו לב לפרטים:
- האם מתרחשת ציפה במהלך ערבוב או לאחר שקיעה? ציפה במהלך ערבוב קשורה לעיתים קרובות לבועות אוויר, בעוד שציפה לאחר שקיעה קשורה לעיתים קרובות לפקקים בהירים מדי.
- שים לב למורפולוגיה של הפלאק: האם הם עננים גדולים ורכים-(אולי בגלל PAM מוגזם) או קטנים ועכורים (לא מספיק PAC או ערבוב לא מספק)?