聚合氯化鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)作為常用的水處理藥劑,它們的協同作用對于去除污水中的各類污染物效果顯著。今天咱們就深入了解這兩種藥劑的投加目的、投加位置、計算方法、配置方式、投加判定條件等方面的內容。
藥劑投加目的
PAC 主要用于混凝沉淀過程,通過壓縮雙電層、吸附電中和等作用,使污水中的膠體顆粒和微小懸浮物脫穩聚集,形成較大的絮體,便于后續沉淀分離,從而有效去除污水中的懸浮物、濁度、色度、重金屬離子污染物以及降低部分COD。同時,PAC 在污水除磷中也扮演著重要角色,能夠與磷酸根離子發生化學反應,生成不溶性磷酸鹽沉淀,達到除磷目的。
之前咱們《TP總磷深度解說》的時候也說過,好氧段的聚磷菌會超量吸磷,隨后,通過投加 PAC,可促使吸磷后的聚磷菌聚集在一起,最終通過排泥的方式,實現總磷的有效去除。
PAM(陰離子)是一種高效的絮凝劑,主要是在 PAC 完成混凝作用的基礎上,進一步將 PAC 形成的小絮體通過吸附架橋作用連接起來,形成更大、更密實的絮體團,俗稱“礬花”,加速沉淀過程,提高沉淀效果,減少水中殘留的懸浮物。陽離子則作為污泥脫水使用,所以這一點要辨別清楚,今天重點說的是廢水投加的PAM(陰離子)
藥劑特點
PAC 特點
適用范圍廣:對各類水質都具備良好的適應性,不管是生活污水、工業廢水或者是自來水都能發揮一定的混凝效果。
絮凝速度快:能夠快速促使水中的膠體和懸浮物脫穩聚集,沉淀速度快,處理效率高。
腐蝕性小:相較于一些傳統的混凝劑,PAC 的腐蝕性較小,對設備的損耗較低,降低了設備維護成本。
使用方便:可配制成不同濃度的溶液,便于投加操作。目前也有很多地方采用的是配置好的液體PAC,比固體更加方便,省去了人工配置的工作量。
PAM 特點
絮凝效果強:能顯著增大絮體的尺寸和密度,使沉淀過程更加迅速和徹底。
種類多樣:根據離子特性可分為陰離子、陽離子和非離子,可依據不同水質、不同用途選擇合適的類型。
用量少:在較低的投加量下就能發揮良好的絮凝作用,節約藥劑成本。
投加位置的選擇
PAC 投加位置
初沉池前:在污水進入初沉池之前投加 PAC,可以對污水中的懸浮物和部分膠體進行初步混凝沉淀,減輕后續處理單元的負荷。
曝氣池內:在曝氣池中適當投加 PAC,能夠改善活性污泥的沉降性能,提高污泥的沉淀效果,同時有助于去除污水中的溶解性有機物和磷等污染物。
二沉池前:在二沉池前投加 PAC,可進一步強化對二沉池進水中殘留的懸浮物和膠體的混凝沉淀作用,保證二沉池的出水水質。
高效沉淀池:在高效沉淀池的反應區前端投加 PAC,這里水流速度較快,能讓藥劑與污水快速充分混合,污水中的膠體顆粒和污染物在 PAC 的作用下迅速脫穩,為后續的絮凝和沉淀過程打下良好基礎。
PAM 投加位置
PAM 通常在 PAC 投加并充分反應后投加,投加位置一般緊跟在 PAC 投加點之后。
在初沉池前投加 PAC 后,在初沉池的進水管道或初沉池內靠近進水口處投加 PAM。在曝氣池內投加 PAC 后,在曝氣池的末端或二沉池的進水管道投加 PAM。在高效沉淀池投加 PAC 后,在反應區的后續位置或絮凝區投加 PAM,確保 PAM 能與 PAC 形成的小絮體充分接觸,進一步促進大絮體的形成,提高沉淀效果。
PAC除磷計算
這是一個有點復雜的過程,但是咱就盡量通俗簡單的分幾塊解說,建議還是拿個紙寫一寫,比較好理解。
整個過程咱們分成三大塊,一是需要去除的磷,二是需要投加的PAC,三是藥液投加量
需去除總磷
需要去除總磷kg/d = 處理水量*(進水總磷*(1-去除率)- 出水總磷)/ 1000
1-去除率:假設去除率70%,也就是還要30%沒去除
進水總磷*(1-去除率)= 經過生物處理等過程后,污水中仍然殘留的、需要進一步通過其他方式去除的磷的濃度。
(進水總磷*(1-去除率)- 出水總磷)= 還需要進一步去除的磷的濃度差值。
假設,處理水量為 10000m3/d,進水總磷為 6mg/L,去除率為 70%,出水總磷為 0.5mg/L。
那需要去除總磷 = 10000*(6*(1-70%)-0.5)/ 1000 = 13 kg/d
好的,緩解一下疲勞!!!
需要投加的PAC
先記錄幾個固定的數值
每有1kg質量的磷參與反應伴隨著消耗0.87kg質量的鋁。
三氧化二鋁中,鋁元素的質量占整個質量的比例為0.53。
摩爾比(安全系數)1.5~3。
好的,那投加公式就是
需要投加PAC質量=需要去除總磷*0.87*摩爾比/0.53/Al2O3鋁含量
需要去除總磷=剛剛咱們第一步計算結果是13kg/d
摩爾比咱們取值1.5
固體Al2O3鋁含量有26%-35%。
注:不管是固體還是液體,具體多少看廠家給的檢測報告。
假設咱們鋁含量取值26%,代入計算一下。
需要投加PAC質量 = 13kg/d*0.87*1.5/0.53/26% ≈ 123kg/d
好了,現在知道需要投加PAC量=123kg/d,再休息一下。
落實到藥液投加中,咱們要把它換算成液體投加方式需收集幾個參數。
固體配制液體投加
一般來說,PAC 藥液密度在 1.12 - 1.25kg/L 之間。不清楚也可以問問廠家,正常報告上也有寫,這邊我們取值1.2kg/L。
配藥濃度:溶藥桶中配藥占比,咱們取值10%,具體看你現場怎么配。
藥液投加量 = 需要投加PAC質量/配藥濃度/藥液密度/24小時
藥液投加量 = 123kg/d/10%/1.2/24 ≈ 42.7L/h ≈ 每分鐘712mL
以上是固體PAC配制的液體投加量計算。
現成液體投加
那有的地方會采購液體PAC,省去了配制的步驟,一切參數看廠家提供的檢測報告。
上面的固體投加結果123kg/d(除以有效鋁含量),針對袋裝固體PAC的投加。
針對液體投加第一步計算理論上不需要除以鋁含量,因為液體PAC無需配制過程,液體內的鋁含量本身已標明,且他不需要加水溶藥。但實際整個計算到第二步還是得除以鋁含量,這里咱把它拆開比較好理解。
需要投加PAC質量 = 需要去除總磷*0.87*摩爾比/0.53
需要投加PAC質量 = 13*0.87*1.5/0.53 = 32kg/d
好的,已知液體鋁含量為10.62%,每天需投加PAC質量32kg,密度為1.2kg/L。
需投加的液體PAC=需要投加PAC質量/液體鋁含量/密度/24小時
解釋:
(需要投加PAC質量/液體鋁含量)= 計算每天所需液體 PAC 的質量
需投加的液體PAC = 32kg/d/10.62%/1.2/24 ≈ 10.46L/h
好的,這就是PAC除磷的計算,小本本消化消化。
其實參數這事真沒那么死磕!這樣計算出來的數,咱覺得可以的,你不一定覺得OK,老司機們憑經驗直接上手調的情況多了去了。靠譜的做法理應采用"預估值 - 實測 - 修正"的閉環調節模式,就跟燉紅燒肉試咸淡似的,邊嘗邊加調料才穩妥。要是有更簡單粗暴的計算法,歡迎評論區留言互相嘮嘮。
PAC聯合PAM投加
進水投加階段
PAC投加量:通常為 50–200 mg/L。
例如,對于常規污水,每噸廢水需投加50–100 mg PAC,若水質復雜,如高濁度、高色度或工業廢水,可能增加至100–200 mg/L。
PAM投加量:一般為 1–5 mg/L。
原因分析:進水階段污染物濃度較高,如懸浮物、膠體、COD等,需通過PAC快速中和膠體電荷并形成微小絮體,再通過PAM的橋聯作用形成大顆粒沉淀。PAC作為無機絮凝劑成本較低,因此用量較大,PAM作為助凝劑輔助強化絮體結構,用量較少但需精準控制,過量會導致絮體松散或浪費藥劑。
深度處理階段
PAC投加量:一般為 5–50 mg/L,按經驗具體根據處理效果調整。
PAM投加量:一般為 0.1–1 mg/L,尤其是針對更細小的懸浮顆粒或難降解污染物。
原因分析:深度處理階段水質已通過生化或物化預處理,污染物濃度較低,但需進一步去除殘留的細微顆粒或溶解性物質。此時PAC用量減少以避免過度絮凝或堿度損失,而PAM用量可能增加以增強絮體密實度和沉降速度,確保出水達標。
PAC混凝計算
混凝計算較為簡單,屬于倒推的方式。
藥劑采用無需配制的藥液,污水廠進水10000m3/d,藥劑投加濃度5–50 mg/L,假設我們按經驗決定藥劑投加濃度30mg/L,藥液鋁含量10%,藥液密度1.2kg/L。
需要投加PAC質量 = 進水量*藥劑投加濃度/1000000
需要投加PAC質量 = 10000*30mg/L/1000 = 300kg/d
需要投加PAC質量對等藥液 = 需要投加PAC質量/鋁含量
需要投加PAC質量對等藥液 = 300kg/d/10% ≈ 3000kg/d
換算成投加量 = 3000kg/d/1.2kg/L = 2500L/d
藥液投加量 = 處理水量*藥劑投加濃度/1000/鋁含量/藥液密度
藥液投加量 = 10000*30mg/L/1000/10%/1.2 ≈2500L/d ≈ 每分鐘1736mL
PAM投加量是一樣的道理,咱就不展開說了。
還是那句話,解釋起來很麻煩,看懂當然好,看不懂大家可以自己留言互相探討。
藥劑配置方法
PAC配置方法
溶解濃度:固體PAC、通常按質量濃度5%-10%配置,即5-10kg PAC固體溶解于100kg水中,以此類推。如果污水的污染物濃度較高、水質較為復雜,可能需要將配置好的 PAC 溶液,完全溶解后進一步稀釋至1%-3%的工作濃度(根據實際需求調整),以便更好地控制藥劑投加量,使藥劑與污水充分混合反應,達到最佳的處理效果。如果是采購的是液體PAC話,減少了人工配制過程,可直接使用,同樣在特別情況可稀釋至1%-3%的濃度使用(具體根據原液濃度調整)。
溶解方法:將PAC緩慢加入攪拌中的清水,避免結塊。攪拌30-60分鐘,直至完全溶解。配置完成后靜置1-2小時,取上層清液投加。
PAM配置方法
溶解濃度:通常配置:0.1%-0.3%,即1-3g PAM溶解于1L水中,以此類推。
溶解方法:使用清水,避免含鹽或雜質,水溫建議10-40℃。
關鍵步驟:邊攪拌邊緩慢撒入PAM粉末,避免直接倒入導致結塊。溶解初攪拌速度較高,溶解后放慢攪拌速度。
溶解時間:陰離子需40-60分鐘,不像陽離子需1-2小時。
注意事項
先投加PAC混凝,再投加PAM絮凝。
PAC可用普通攪拌罐,PAM需專用溶解裝置,防止結塊。
PAM有效時間48小時內,不可拖長時間,否則效果大打折扣。
避免PAM溶液接觸金屬離子,可能降低藥效。
儲存條件
PAC:密封防潮,避免陽光直射。
PAM:干燥通風,避免高溫。
常見問題處理
結塊:攪拌速度不足或投加速度過快,需延長溶解時間或調整攪拌方式。
藥效差:檢查藥劑是否過期,或水質變化導致投加量不足。
投加判定條件
水質指標
懸浮物:通過監測污水中懸浮物的含量來判斷投加效果。如果投加后 SS 含量明顯下降,說明藥劑起到了作用。若 SS 去除效果不佳,則需要調整投加量或檢查投加方式。
濁度:濁度是反映污水中膠體和懸浮物含量的重要指標。投加 PAC 和 PAM 后,濁度應顯著降低,若濁度下降不明顯,需分析原因,如是否投加量不足、水質 pH 值不合適等。
磷含量:對于以除磷為目的的 PAC 投加,通過監測污水中總磷的含量來判定投加效果。若 TP 含量未達到預期的去除標準,需調整 PAC 投加量。
絮體形態
觀察沉淀池中絮體的大小、密實程度和沉降速度。良好的投加效果應使絮體大而密實,沉降速度快。若絮體細小、松散,沉降緩慢,說明投加存在問題,可能是 PAM 投加量不足或投加時機不當等。