Emulsión de poliacrilamida catiónica para el tratamiento de aguas residuales

La lógica fundamental para seleccionar el peso molecular de la poliacrilamida de copolimerización (PAM) según las propiedades del lodo es ajustar la dispersabilidad, la proporción de agua ligada, las características superficiales y la viscosidad de las partículas de lodo. Al equilibrar la capacidad de puenteo y la viscosidad de la solución de la poliacrilamida PAM en las cadenas moleculares de agentes utilizados en aguas residuales, se puede lograr una floculación y deshidratación eficientes. 

1. Concentración de lodos (SS, contenido de sólidos suspendidos) La concentración de lodos determina directamente la distancia entre partículas y la dificultad de mezcla, y es la base principal para elegir el peso molecular: 

Lodos de baja concentración

Características: Las partículas son dispersas, están muy dispersas y la distancia entre ellas es grande. Se requieren largas cadenas moleculares para conectar las partículas dispersas y formar flóculos. 

Peso molecular adecuado de la emulsión de polímero de poliacrilamida: Alto peso molecular (18 - 25 millones). 

Razón: La poliacrilamida de copolimerización de cadena larga puede adsorber múltiples partículas a lo largo de una distancia mayor, formando flóculos grandes y compactos (tamaño de partícula 1-3 mm), acelerando la sedimentación o deshidratación. 

Lodos de concentración media (1% ≤ SS ≤ 5%, como lodos mixtos municipales) 

Características: La densidad de partículas es moderada, con partículas dispersas y una pequeña cantidad de agregados naturales. Es necesario equilibrar la capacidad de puenteo y la fluidez de la solución. Peso molecular adecuado de la poliacrilamida de copolimerización: Peso molecular medio (12-18 millones).

Razón: Las cadenas de longitud media permiten tener en cuenta tanto la conexión de las partículas como la mezcla uniforme, evitando así la alta viscosidad de la poliacrilamida de copolimerización de alto peso molecular, que causa agua atrapada en los flóculos o una formación insuficiente de puentes en la poliacrilamida PAM de bajo peso molecular en aguas residuales. En lodos municipales (SS = 3%), utilizando poliacrilamida de copolimerización con un peso molecular de 15 millones, el contenido de humedad de la torta de filtración es entre un 3 % y un 5 % inferior al del PAM con un peso molecular de 20 millones. 

Lodos de alta concentración (SS > 5%, como lodos químicos, lodos de fabricación de papel)

Características: Las partículas son densas y altamente viscosas (similares a una pasta), y la poliacrilamida de copolimerización tiene dificultad para penetrar en el interior, formando fácilmente una "capa" en la superficie (solo la capa exterior flocula y el agua interna no se puede separar). 

Peso molecular adecuado de poliacrilamida de copolimerización: Bajo peso molecular (8 - 12 millones). 

Razón: La poliacrilamida de copolimerización de cadena corta presenta una baja viscosidad (a la misma concentración, la viscosidad de la poliacrilamida de copolimerización de cadena corta (PMC) es solo un tercio de la del PAM de 20 millones de peso molecular), lo que le permite penetrar rápidamente en el interior del lodo, adsorber uniformemente las partículas y evitar la acumulación en la superficie. En lodos de fabricación de papel (SS = 6%), el uso de PAM con un PMC de 10 millones reduce el tiempo de disolución en un 50% y aumenta la eficiencia de deshidratación en un 20%, en comparación con la emulsión de polímero de poliacrilamida de 18 millones de peso molecular. 

2. Contenido de materia orgánica (relación VS/TS) 

El contenido de materia orgánica refleja la proporción de flóculos biológicos (como EPS) en el lodo, afectando directamente las características superficiales de las partículas y la proporción de agua ligada: 

Lodos con alto contenido de materia orgánica (VS/TS > 60%, como lodos activados en exceso, lodos municipales)

Características: Contiene una gran cantidad de polímeros extracelulares (EPS), con partículas finas (tamaño de partícula < 50μm), una alta proporción de agua ligada (> 30%), fuertes cargas negativas en la superficie y es fácil de dispersar. 

Peso molecular adecuado de la emulsión de polímero de poliacrilamida: Peso molecular medio alto (15 - 22 millones).

Razón: La barrera coloidal formada por el EPS requiere una emulsión de polímero de poliacrilamida de cadena larga para penetrar. Gracias a una mayor capacidad de puenteo, se rompe la estabilidad coloidal y las partículas finas se aglomeran en flóculos resistentes al cizallamiento. Por ejemplo, para lodos municipales en exceso (VS/TS = 70%), utilizando floculante líquido catiónico con un peso molecular de 18 millones (grado iónico 30%) y acondicionando con PAC, la SS del sobrenadante tras la deshidratación centrífuga se reduce de 200 mg/L a 80 mg/L.

Lodos con bajo contenido de materia orgánica (VS/TS < 40%, como lodos inorgánicos, lodos de desarenadores)

Características: Está compuesto principalmente de partículas inorgánicas (arena, tierra, minerales), con partículas gruesas (tamaño de partícula > 100μm), menos agua ligada, cargas superficiales débiles y es fácil de sedimentar de forma natural. 

Peso molecular adecuado del floculante líquido catiónico: Peso molecular medio bajo (8-15 millones).

Razón: Las partículas son fáciles de aglomerar y no requieren cadenas moleculares excesivamente largas. Las cadenas cortas del floculante líquido catiónico de peso molecular medio bajo permiten una unión eficaz, y su baja viscosidad evita la obstrucción de la tela filtrante. Para ciertos lodos mineros (relación VS/TS = 30%), utilizando floculante líquido aniónico con un peso molecular de 10 millones, la velocidad de filtración a presión es un 25 % mayor que la de la poliacrilamida PAM de peso molecular 18 millones en aguas residuales. 

3. Tamaño de partícula y área superficial específica Cuanto más finas sean las partículas y mayor sea la superficie específica, más largas serán las cadenas moleculares necesarias para cubrir y conectar las partículas.

Lodos de partículas finas (tamaño de partículas < 50 μm, como lodos bioquímicos, lodos de impresión y teñido)

Características: Posee una gran superficie específica (> 1000 cm²/g), alta energía superficial y adsorbe fácilmente moléculas de agua para formar un coloide estable. Se requiere una gran fuerza de puenteo para romper la estabilidad. 

Peso molecular adecuado de la emulsión de polímero de poliacrilamida: Peso molecular medio alto (15 - 20 millones). 

 Lodos de partículas gruesas (tamaño de partícula > 100 μm, como lodos de desarenadores o lodos de fabricación de acero)

Características: Tiene una pequeña superficie específica (< 500 cm²/g) y las partículas son fáciles de colisionar y aglomerar, con una baja demanda de longitud de cadena de puente.

Peso molecular adecuado de la emulsión de polímero de poliacrilamida: Peso molecular bajo-medio (8 - 15 millones). 

4. Valor de pH y entorno iónico 

El valor de pH y la fuerza iónica del lodo afectarán la disolución, la estabilidad de la carga y la capacidad de adsorción de la emulsión de polímero de poliacrilamida, lo que afectará indirectamente la selección del peso molecular. 

Lodos fuertemente ácidos (pH < 4, como lodos de decapado químico)

Características: La concentración de H⁺ es alta, lo que puede provocar la hidrólisis del PAM aniónico (rotura de la cadena molecular), y el floculante líquido catiónico es más estable en un ambiente ácido.

Peso molecular adecuado de la emulsión de polímero de poliacrilamida: Peso molecular medio (12 - 16 millones) (para evitar la rotura de la cadena y la falla del floculante líquido catiónico de alto peso molecular en un entorno ácido). 

Razón: Las cadenas de longitud media son más estables en un entorno ácido y pueden cumplir al mismo tiempo los requisitos básicos de formación de puentes. 

Lodos fuertemente alcalinos (pH > 10, como lodos acondicionados con cal)

Características: OH⁻ mejorará la rigidez de las partículas de lodo (como las partículas de Ca(OH)₂ formadas por la cal), y se necesita poliacrilamida PAM de cadena larga en usos en aguas residuales para conectar partículas rígidas dispersas. 

Peso molecular adecuado: Alto peso molecular (20 – 25 millones). 

Lodos con alto contenido de sal (como lodos de desalinización, lodos de aguas residuales encurtidos)

Características: La alta fuerza iónica comprime la doble capa eléctrica, las partículas son fáciles de aglomerar pero los flóculos están sueltos y se necesita una longitud de cadena adecuada para mejorar la fuerza de los flóculos. 

Peso molecular adecuado del floculante líquido catiónico: Peso molecular medio (12 - 18 millones) (para evitar el aumento anormal de la viscosidad del floculante líquido catiónico de alto peso molecular debido a la salinización).

Atributos específicos de la industria:

Otros atributos:

Capacidad de suministro:

Plazo de entrega:

El taller de síntesis de Jiufang Tech.

Laboratorio Jiufang