مقدمة عند تشغيل نظام مياه الصرف الصحي،-من الضروري إجراء تجارب التخثر والترسيب على نطاق صغير. تعد ظاهرة الكتلة العائمة خلال هذه التجارب مشكلة شائعة ولكنها تستحق التحليل بعمق. يشير هذا عادةً إلى أن جانبًا رئيسيًا أو أكثر من جوانب العملية التجريبية يحتاج إلى تعديل.
السبب الرئيسي لطفو الكتلة بدلًا من الغرق هو أن كثافة الكتلة أقل من الماء أو أنها مدعومة بقوى خارجية مثل فقاعات الهواء. يمكننا التحقيق في هذه المشكلة وحلها بشكل منهجي من الجوانب التالية:
I. تحليل الأسباب والحلول الرئيسية
1. قضايا جرعة PAC (كلوريد البولي ألومنيوم).
الأسباب:
- جرعة غير كافية: غروانية هيدروكسيد الألومنيوم الناتجة عن التحلل المائي غير كافية لتحييد شحنة الجسيمات الغروية في الماء تمامًا، وتفشل في تكوين كتل كبيرة وكثيفة.
- الجرعة المفرطة: سوف يتسبب الإفراط في PAC في عكس الشحن السطحي للجزيئات الغروية (من السالب إلى الموجب)، مما يؤدي إلى إعادة استقرار المادة الغروية وصعوبة التجميع. في الوقت نفسه، فإن التحلل المائي المفرط لملح الألومنيوم سوف يستهلك القلوية، مما قد يجعل الماء حمضيًا، وسيكون غروانية هيدروكسيد الألومنيوم المتولدة خفيفة للغاية.
الحلول:
- إجراء اختبارات الدورق لتحديد الجرعة المثلى. بشكل عام، ابدأ بـ 50 ملجم / لتر وقم بالزيادة تدريجيًا (على سبيل المثال، 50، 100، 150، 200 ملجم / لتر)، مع ملاحظة تكوين الكتلة والترسيب.
- تحقق مما إذا كانت صلاحية حل PAC (على سبيل المثال، بسبب وقت التحضير المفرط أو هطول الأمطار التحلل المائي). يوصى باستخدام الحل الطازج.
2. قضايا الجرعات PAM (بولي أكريلاميد).
الأسباب:
- بالنسبة لمياه الصرف الصحي العامة، ينبغي استخدام PAM الكاتيوني لأن الجزيئات الغروية عادة ما تكون مشحونة سلبا.
- إذا تم استخدام PAM الأنيوني عن طريق الخطأ، فإنه سوف يطرد الجزيئات المشحونة سلبيًا، مما يجعل الجسر صعبًا.
- إذا تم استخدام PAM غير الأيونية عن طريق الخطأ، فقد يؤدي عدم تطابق الشحن إلى نتائج سيئة.
- تسلسل الجرعات غير صحيح: يجب إضافة PAC أولاً للخلط السريع وزعزعة الاستقرار. بعد فاصل زمني حوالي 1-2 دقيقة، يجب إضافة PAM للخلط البطيء والمساعدة في التخثر. سيؤدي عكس الترتيب أو الفاصل الزمني القصير جدًا إلى تقليل الفعالية بشكل كبير.
- الجرعة المفرطة: PAM عبارة عن بوليمر ذو-وزن جزيئي-عالي. الاستخدام المفرط يمكن أن يخلق تأثير "الالتفاف" مما يجعل الكتل فضفاضة، مع محتوى مائي مرتفع وكثافة منخفضة، مما يجعلها تطفو. وهذا هو أحد الأسباب الأكثر احتمالا لتعويم الكتلة.
- تحديد نوع PAM غير صحيح:
- تركيز PAM مرتفع جدًا أو ذوبان غير كافٍ: يؤدي ذلك إلى تشتت غير متساوٍ في مياه الصرف الصحي، وفائض موضعي، وتكوين "تكتلات" تطفو.
الحلول:
- التزم بشكل صارم بترتيب "PAC أولاً، ثم PAM"، وتحكم في الفاصل الزمني بعناية.
- قم بإجراء الاختبارات بجرعة PAM مخفضة بشكل ملحوظ. جرعة PAM عادة ما تكون صغيرة جدًا، ربما 1-5 مجم / لتر أو حتى أقل. حاول البدء بـ 0.5 ملغم/لتر ثم زيادتها تدريجيًا.
- تأكد من استخدام PAM الموجبة. استشر المورد أو راجع تعليمات المنتج.
- يجب تحريك محلول PAM جيدًا وإذابته (يتطلب ذلك عادةً 40-60 دقيقة). التركيز الموصى به هو 0.1%-0.3% (أجزاء في الألف إلى ثلاثة أجزاء في الألف).
3. خصائص نوعية مياه الصرف الصحي
الأسباب:
- مستويات عالية من الزيت أو المواد العضوية في الماء: هذه المواد ذات كثافة منخفضة، وعندما يتم تغليفها بالندف، فإنها تقلل من الكثافة الإجمالية.
- محتوى الملح أو الفاعل بالسطح الزائد: قد يؤثر ذلك على التحلل المائي وتأثيرات تحييد الشحنة للكاشف.
- الحمل العضوي الزائد في الماء: يؤدي ذلك إلى تكوين كتل "لزجة" تغلف فقاعات الهواء.
الحلول:
- إذا أمكن، قم بفهم المصدر والمكونات الرئيسية للمياه العادمة.
- حاول ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني. نطاق الرقم الهيدروجيني الأمثل لـ PAC هو بشكل عام 6.5-7.5. سيؤثر الرقم الهيدروجيني المنخفض جدًا أو المرتفع جدًا على شكل منتجات التحلل المائي. اضبط الرقم الهيدروجيني باستخدام NaOH أو الحمض المخفف وحاول مرة أخرى.
- فكر فيما إذا كانت المعالجة المسبقة (مثل فصل الزيت) ضرورية.
4. التشغيل التجريبي والظروف الهيدروليكية
الأسباب:
- مرحلة جرعات PAC: تتطلب خلطًا سريعًا وقويًا (على سبيل المثال، 250-300 دورة في الدقيقة، 30-60 ثانية) لضمان التشتت الفوري والموحد للكاشف.
- مرحلة إضافة PAM: يلزم الخلط البطيء واللطيف (على سبيل المثال، 40-60 دورة في الدقيقة، 10-20 دقيقة) لتعزيز نمو الكتلة دون كسرها.
- كثافة الخلط والوقت غير المناسب:
- الهواء الذي يتم إدخاله أثناء الخلط: يمكن أن يؤدي الخلط القوي أو وضع المحرض بشكل غير مناسب إلى إدخال كميات كبيرة من الهواء إلى الماء، مما يؤدي إلى تكوين فقاعات دقيقة تلتصق بالكتل وتتسبب في طفوها.
- وقت التسوية غير كافي: لم يتم ضغط الكتل واستقرارها بشكل كامل.
- انخفاض درجة حرارة الماء: عندما تكون درجة حرارة الماء أقل من 10 درجات، فإن معدلات التحلل المائي والتفاعل تتباطأ، مما يؤدي إلى كتل صغيرة فضفاضة.
الحلول:
- تحكم بشكل صارم في -إجراء الخلط وكثافة مرحلته.
- تحقق من عمق المحرض لتجنب تكوين دوامات على سطح السائل الذي يدخل الهواء.
- اترك وقتًا كافيًا للتسوية (على سبيل المثال، 30 دقيقة) ولاحظ التغييرات بعناية طوال العملية.
ثانيا. ملخص خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها السريعة
1. تقليل الجرعة: تقليل كمية PAM المضافة بشكل كبير؛ هذا هو المتغير الأكثر احتمالا والأسهل لضبطه.
2. التحقق من التسلسل: قم بتأكيد تسلسل الجرعات مثل PAC ← (التقليب السريع لمدة 1-2 دقيقة) ← PAM ← (تحريك بطيء).
3. التحقق من صحة الكواشف:
- قم بإعداد مياه الصرف الصحي المحاكاة باستخدام المياه النظيفة والطين القياسي (على سبيل المثال، الكاولين) لاختبار فعالية PAC/PAM واستبعاد مشكلات تعطيل الكاشف.
- قم بتأكيد نوع PAM.
4. تحسين العملية:
- قم بإجراء اختبار جرة منهجي، واختبار جرعات PAC المختلفة (مع كمية صغيرة ثابتة من PAM) وجرعات PAM المختلفة (مع جرعة PAC المثلى الثابتة) في أكواب متعددة.
- فحص وضبط سرعة ووقت التحريك السريع والبطيء.
5. مراقبة التفاصيل:
- هل يحدث تعويم الكتلة أثناء التحريك أم بعد الترسيب؟ غالبًا ما يرتبط الطفو أثناء التحريك بفقاعات الهواء، بينما يرتبط الطفو بعد الاستقرار غالبًا بكون الكتل خفيفة جدًا.
- لاحظ شكل الكتلة: هل هي سحابة كبيرة ورقيقة-مثل (ربما بسبب الإفراط في PAM) أم أنها صغيرة وعكرة (PAC غير كافية أو خلط غير مناسب)؟