Introducción Al poner en marcha un sistema de aguas residuales, son necesarios-experimentos de coagulación y sedimentación a pequeña escala. El fenómeno de la flotación de flóculos durante estos experimentos es un problema común pero que vale la pena analizar en profundidad. Esto suele indicar que uno o más aspectos clave del proceso experimental necesitan ajustes.
La razón principal por la que los flóculos flotan en lugar de hundirse es que su densidad es menor que la del agua o que está sostenida por fuerzas externas como las burbujas de aire. Podemos investigar y resolver sistemáticamente este problema desde los siguientes aspectos:
I. Análisis de Principales Causas y Soluciones
1. Problemas de dosificación de PAC (cloruro de polialuminio)
Causas:
- Dosificación insuficiente: El coloide de hidróxido de aluminio producido por hidrólisis es insuficiente para neutralizar completamente la carga de partículas coloidales en el agua, no logrando formar flóculos grandes y densos.
- Dosis excesiva: El PAC excesivo hará que la carga superficial de las partículas coloidales se invierta (de negativa a positiva), lo que provocará la reestabilización del coloide y dificultad en la agregación. Al mismo tiempo, la hidrólisis excesiva de la sal de aluminio consumirá alcalinidad, lo que podría hacer que el agua sea ácida, y el coloide de hidróxido de aluminio generado será demasiado liviano.
Soluciones:
- Realice pruebas de vasos de precipitados para determinar la dosis óptima. Generalmente, comience con 50 mg/L y aumente gradualmente (p. ej., 50, 100, 150, 200 mg/L), observando la formación de flóculos y la sedimentación.
- Compruebe si la solución de PAC ha caducado (p. ej., debido a un tiempo de preparación excesivo o precipitación de hidrólisis). Se recomienda una solución recién preparada.
2. Problemas de dosificación de PAM (poliacrilamida)
Causas:
- Para aguas residuales generales, se debe utilizar PAM catiónico porque las partículas coloidales suelen tener carga negativa.
- Si se utiliza por error PAM aniónico, repelerá las partículas cargadas negativamente, dificultando la formación de puentes.
- Si se utiliza por error PAM no iónico, la falta de coincidencia de carga puede provocar resultados deficientes.
- Secuencia de dosificación incorrecta: primero se debe agregar PAC para una rápida mezcla y desestabilización. Después de un intervalo de aproximadamente 1 a 2 minutos, se debe agregar PAM para una mezcla lenta y ayuda a la coagulación. Invertir el orden o utilizar un intervalo demasiado corto reducirá significativamente la eficacia.
- Dosis excesiva: PAM es un polímero de alto-peso molecular-. Un uso excesivo puede crear un efecto "envoltorio-up", haciendo que los flóculos queden sueltos, con alto contenido de agua y baja densidad, provocando que floten. Esta es una de las causas más probables de la flotación de flóculos.
- Selección de tipo de PAM incorrecta:
- Concentración de PAM demasiado alta o disolución insuficiente: esto provoca una dispersión desigual en las aguas residuales, un exceso localizado y la formación de "grumos" que flotan.
Soluciones:
- Siga estrictamente el orden de "PAC primero, luego PAM" y controle el intervalo con cuidado.
- Realice pruebas con una dosis de PAM significativamente reducida. La dosis de PAM suele ser muy pequeña, posiblemente de 1 a 5 mg/l o incluso menos. Intente comenzar con 0,5 mg/L y aumentar gradualmente.
- Confirme que se esté utilizando PAM catiónico. Consulte al proveedor o consulte las instrucciones del producto.
- La solución de PAM se debe agitar y disolver completamente (normalmente requiere entre 40 y 60 minutos). La concentración recomendada es del 0,1% al 0,3% (partes por mil a tres partes por mil).
3. Características de calidad de las aguas residuales
Causas:
- Altos niveles de aceite o materia orgánica en el agua: estas sustancias tienen baja densidad y, cuando están encapsuladas en flóculos, reducen la densidad general.
- Contenido excesivo de sal o tensioactivo: esto puede afectar los efectos de hidrólisis y neutralización de carga del reactivo.
- Excesiva carga orgánica en el agua: Esto forma flóculos "pegajosos" que encapsulan burbujas de aire.
Soluciones:
- Si es posible, comprenda la fuente y los principales componentes de las aguas residuales.
- Intente ajustar el valor del pH. El rango de pH óptimo para el PAC es generalmente de 6,5 a 7,5. Un pH demasiado bajo o demasiado alto afectará la morfología de sus productos de hidrólisis. Ajuste el pH con NaOH o ácido diluido y vuelva a intentarlo.
- Considere si es necesario un tratamiento previo (como la separación de aceite).
4. Operación experimental y condiciones hidráulicas.
Causas:
- Etapa de dosificación de PAC: Requiere una mezcla rápida y vigorosa (p. ej., 250-300 rpm, 30-60 segundos) para garantizar una dispersión instantánea y uniforme del reactivo.
- Etapa de adición de PAM: Se requiere una mezcla lenta y suave (p. ej., 40 a 60 rpm, 10 a 20 minutos) para promover el crecimiento de los flóculos sin romperlos.
- Intensidad y tiempo de mezcla inadecuados:
- Aire introducido durante la mezcla: Una mezcla vigorosa o una colocación inadecuada del agitador pueden introducir grandes cantidades de aire en el agua, formando microburbujas que se adhieren a los flóculos y hacen que floten.
- Tiempo de asentamiento insuficiente: Los flóculos no se han compactado ni asentado completamente.
- Baja temperatura del agua: cuando la temperatura del agua es inferior a 10 grados, las velocidades de hidrólisis y reacción disminuyen, lo que da como resultado flóculos pequeños y sueltos.
Soluciones:
- Controle estrictamente el procedimiento de mezcla en dos-etapas y la intensidad.
- Verifique la profundidad del agitador para evitar crear remolinos en la superficie del líquido que introducen aire.
- Deje suficiente tiempo para que se asiente (p. ej., 30 minutos) y observe cuidadosamente los cambios durante todo el proceso.
II. Resumen de pasos rápidos para la solución de problemas
1.Reduzca la dosis: reduzca significativamente la cantidad de PAM agregada; ésta es la variable más probable y más fácil de ajustar.
2.Verificar secuencia: Confirme la secuencia de dosificación como PAC → (agitación rápida durante 1-2 minutos) → PAM → (agitación lenta).
3.Validar los reactivos:
- Prepare aguas residuales simuladas utilizando agua limpia y arcilla estándar (por ejemplo, caolín) para probar la eficacia de PAC/PAM y descartar problemas de inactivación de reactivos.
- Confirme el tipo de PAM.
4.Optimizar el proceso:
- Realice una prueba Jar sistemática, probando diferentes dosis de PAC (con una pequeña cantidad fija de PAM) y diferentes dosis de PAM (con una dosis óptima fija de PAC) en varios vasos de precipitados.
- Verifique y ajuste la velocidad y el tiempo de agitación rápida y lenta.
5.Observar los detalles:
- ¿Se produce la flotación del flóculo durante la agitación o después del asentamiento? La flotación durante la agitación suele estar relacionada con burbujas de aire, mientras que la flotación después del asentamiento suele estar relacionada con que los flóculos sean demasiado ligeros.
- Observe la morfología de los flóculos: ¿son grandes y esponjosos-como nubes (posiblemente debido a un exceso de PAM) o pequeños y turbios (PAC insuficiente o mezcla inadecuada)?