Xu Darong 1,2, Zhang Zhongzhi 2, Jiang Hao 1, Ma Zhigang 1
(1. Công ty TNHH Công nghệ Bảo tồn Năng lượng và Bảo vệ Môi trường Bắc Kinh Guoneng Zhongdian, Bắc Kinh 100022; 2. Đại học Dầu khí Trung Quốc (Bắc Kinh), Bắc Kinh 102249)
Tóm tắt: Trong lĩnh vực xử lý nước thải và chất thải rắn, PAC và PAM được sử dụng rộng rãi như các chất keo tụ và chất trợ đông tụ thông dụng. Bài báo này giới thiệu hiệu quả ứng dụng và tình trạng nghiên cứu của hỗn hợp PAC-PAM trong các lĩnh vực khác nhau, mô tả ngắn gọn sự hiểu biết và quan điểm của các nhà nghiên cứu khác nhau về sự kết hợp của PAC-PAM, và phân tích toàn diện các yêu cầu và nguyên tắc ứng dụng của PAC-PAM trong các điều kiện thí nghiệm và điều kiện thực tế khác nhau. Dựa trên nội dung và kết quả phân tích của bài đánh giá, bài báo này chỉ ra nguyên lý bên trong của PAC-PAM khi ứng dụng trong các điều kiện làm việc khác nhau, và chỉ ra rằng sự kết hợp của PAC và PAM cũng có những nhược điểm, và phương thức ứng dụng cũng như liều lượng cần được quyết định theo tình huống cụ thể.
Từ khóa: polyaluminium chloride; Polyacrylamide; Xử lý nước; Keo tụ
0 Giới thiệu
Trong lĩnh vực công nghiệp, việc sử dụng kết hợp polyaluminium chloride (PAC) và polyacrylamide (PAM) để xử lý nước thải và các chất thải tương tự đã hình thành một chuỗi công nghệ hoàn thiện, nhưng cơ chế hoạt động kết hợp của chúng vẫn chưa rõ ràng, và tỷ lệ liều lượng sử dụng cho các điều kiện làm việc khác nhau trong các lĩnh vực khác nhau cũng khác nhau.
Bài báo này phân tích toàn diện một lượng lớn tài liệu liên quan trong và ngoài nước, tóm tắt cơ chế kết hợp của PAC và PAM, đồng thời đưa ra thống kê toàn diện về các kết luận thực nghiệm khác nhau kết hợp với hiệu quả thực tế của PAC và PAM trong các ngành công nghiệp khác nhau, có ý nghĩa định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo trong các lĩnh vực liên quan.
1. Ví dụ nghiên cứu ứng dụng trong nước của pac-pam
Tác dụng liên kết chéo của PAC và PAM được sử dụng trong mọi lĩnh vực, nhưng liều lượng và phương pháp điều trị hỗ trợ khác nhau tùy thuộc vào điều kiện làm việc và môi trường điều trị.
1.1 Nước thải sinh hoạt và bùn thải đô thị
Zhao Yueyang (2013) và cộng sự đã thử nghiệm tác dụng đông tụ của PAM như một chất hỗ trợ đông tụ đối với PAC và PAFC bằng phương pháp thử nghiệm trong nhà. Thí nghiệm cho thấy tác dụng đông tụ của PAC sau khi đông tụ bằng PAM đã tăng lên đáng kể.
Wang Mutong (2010) và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng xử lý của PAC + PA đối với nước thải sinh hoạt tại một thị trấn, đồng thời nghiên cứu hiệu quả loại bỏ COD và các chỉ số khác thông qua các thí nghiệm trực giao.
Lin Yingzi (2014) và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng tăng cường keo tụ của PAC và PAM đối với tảo trong nhà máy xử lý nước. Yang Hongmei (2017) và cộng sự đã nghiên cứu hiệu quả xử lý của việc sử dụng kết hợp đối với nước thải kim chi, và cho rằng giá trị pH tối ưu là 6.
Fu peiqian (2008) và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất keo tụ hỗn hợp được sử dụng để xử lý nước tái sử dụng. Bằng cách đo lường hiệu quả loại bỏ các tạp chất như độ đục, TP, COD và phosphat trong mẫu nước, người ta nhận thấy rằng chất keo tụ hỗn hợp có hiệu quả loại bỏ tốt đối với tất cả các loại tạp chất.
Cao Longtian (2012) và cộng sự đã áp dụng phương pháp keo tụ hỗn hợp để giải quyết các vấn đề về tốc độ phản ứng chậm, bông keo nhẹ và khó chìm trong quá trình xử lý nước ở vùng Đông Bắc Trung Quốc do nhiệt độ thấp vào mùa đông.
Liu Hao (2015) và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng xử lý của chất keo tụ hỗn hợp đối với huyền phù khó lắng và giảm độ đục trong nước thải sinh hoạt, và nhận thấy rằng việc thêm một lượng nhất định chất keo tụ PAM đồng thời thêm PAM và PAC có thể thúc đẩy hiệu quả xử lý cuối cùng.
1.2 Nước thải in ấn và nhuộm và nước thải sản xuất giấy
Zhang Lanhe (2015) và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng phối hợp của chitosan (CTS) và chất keo tụ trong xử lý nước thải sản xuất giấy, và nhận thấy rằng việc thêm chitosan sẽ mang lại hiệu quả tốt hơn.
Tỷ lệ loại bỏ COD và độ đục đã tăng lần lượt 13,2% và 5,9%.
Xie Lin (2010) đã nghiên cứu tác động của việc xử lý kết hợp PAC và PAM đối với nước thải sản xuất giấy.
Liu Zhiqiang (2013) và cộng sự đã sử dụng PAC tự chế và chất keo tụ hỗn hợp PAC kết hợp với siêu âm để xử lý nước thải in và nhuộm. Kết luận rằng khi giá trị pH nằm trong khoảng từ 11 đến 13, trước tiên cho PAC vào và khuấy trong 2 phút, sau đó tiếp tục cho PAC vào và khuấy trong 3 phút, hiệu quả xử lý đạt tốt nhất.
Zhou Danni (2016) và cộng sự đã nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng hỗn hợp PAC + PAM, so sánh hiệu quả xử lý của chất xúc tiến sinh học và chất giải độc sinh học, và nhận thấy rằng PAC + PAM tốt hơn phương pháp xử lý sinh học trong việc loại bỏ dầu, nhưng PAC + PAM lại tốt hơn nhiều so với phương pháp xử lý sinh học về khả năng giảm độc tính trong nước.
Wang Zhizhi (2014) và cộng sự đã nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải giai đoạn giữa của quá trình sản xuất giấy bằng phương pháp keo tụ PAC + PAM. Khi liều lượng PAC là 250 mg/L, liều lượng PAM là 0,7 mg/L và giá trị pH gần trung tính, tỷ lệ loại bỏ COD đạt 68%.
Zuo Weiyuan (2018) và cộng sự đã nghiên cứu và so sánh hiệu quả keo tụ hỗn hợp của Fe3O4 / PAC / PAM. Kết quả thử nghiệm cho thấy khi tỷ lệ ba thành phần là 1:2:1, hiệu quả xử lý nước thải in và nhuộm là tốt nhất.
LV sining (2010) và cộng sự đã nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải giai đoạn trung bình bằng sự kết hợp PAC + PAM. Nghiên cứu cho thấy hiệu quả keo tụ hỗn hợp tốt nhất trong môi trường axit (pH 5). Liều lượng PAC là 1200 mg/L, liều lượng PAM là 120 mg/L, và tỷ lệ loại bỏ COD đạt hơn 60%.
1.3 Nước thải hóa chất than và nước thải tinh chế
Yang Lei (2013) và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng keo tụ của PAC + PAM trong xử lý nước thải công nghiệp than, so sánh độ đục còn lại dưới các tỷ lệ khác nhau và đưa ra liều lượng PAM điều chỉnh theo độ đục ban đầu khác nhau.
Fang Xiaoling (2014) và cộng sự đã so sánh hiệu quả keo tụ của PAC + Chi và PAC + PAM đối với nước thải nhà máy lọc dầu. Họ kết luận rằng PAC + Chi có hiệu quả keo tụ tốt hơn và hiệu quả loại bỏ COD cao hơn. Kết quả thí nghiệm cho thấy thời gian khuấy tối ưu là 10 phút và giá trị pH tối ưu là 7.
Deng Lei (2017) và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng keo tụ của PAC + PAM đối với nước thải dung dịch khoan, và tỷ lệ loại bỏ COD đạt hơn 80%.
Wu Jinhua (2017) và cộng sự đã nghiên cứu xử lý nước thải hóa chất than bằng phương pháp keo tụ. Nồng độ PAC là 2 g/L và PAM là 1 mg/L. Thí nghiệm cho thấy giá trị pH tối ưu là 8.
Guo Jinling (2009) và cộng sự đã nghiên cứu hiệu quả xử lý nước bằng phương pháp keo tụ hỗn hợp và nhận thấy hiệu quả loại bỏ tốt nhất khi liều lượng PAC là 24 mg/L và PAM là 0,3 mg/L.
Lin Lu (2015) và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng keo tụ của hỗn hợp PAC-PAM đối với nước thải chứa dầu nhũ hóa trong các điều kiện khác nhau, và so sánh với tác dụng của chất keo tụ đơn lẻ. Liều lượng cuối cùng là: PAC 30 mg/L, PAM 6 mg/L, nhiệt độ môi trường 40 ℃, giá trị pH trung tính và thời gian lắng hơn 30 phút. Trong điều kiện tối ưu nhất, hiệu quả loại bỏ COD đạt khoảng 85%.
2. Kết luận và đề xuất
Sự kết hợp giữa polyaluminium chloride (PAC) và polyacrylamide (PAM) đã được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực đời sống. Nó có tiềm năng lớn trong lĩnh vực xử lý nước thải và bùn thải, và giá trị công nghiệp của nó cần được nghiên cứu sâu hơn.
Cơ chế kết hợp của PAC và PAM chủ yếu dựa vào tính dẻo dai tuyệt vời của chuỗi đại phân tử PAM, kết hợp với Al3+ trong PAC và –O trong PAM để tạo thành cấu trúc mạng lưới ổn định hơn. Cấu trúc mạng lưới này có thể bao bọc ổn định các tạp chất khác như các hạt rắn và giọt dầu, do đó nó có hiệu quả xử lý tuyệt vời đối với nước thải chứa nhiều loại tạp chất, đặc biệt là đối với nước thải có lẫn dầu và nước.
Đồng thời, sự kết hợp giữa PAC và PAM cũng có những nhược điểm. Hàm lượng nước trong sản phẩm keo tụ cao, và cấu trúc bên trong ổn định của nó dẫn đến yêu cầu cao hơn đối với quá trình xử lý thứ cấp. Do đó, việc phát triển hơn nữa sự kết hợp giữa PAC và PAM vẫn còn gặp nhiều khó khăn và thách thức.
Thời gian đăng bài: 09/10/2021