Xu Darong 1,2, Zhang Zhongzhi 2, Jiang Hao 1, Ma Zhigang 1
(1. Beijing Guoneng Zhongdian Energy Conservation and Environmental Protection Technology Co., Ltd., Pequim 100022; 2. China University of Petroleum (Beijing), Pequim 102249)
Resumo: No campo do tratamento de águas residuais e resíduos, o PAC e o PAM têm sido amplamente utilizados como floculantes e auxiliares de coagulação comuns. Este artigo apresenta o efeito da aplicação e o estado da arte da pesquisa sobre a combinação PAC-PAM em diferentes áreas, descreve brevemente a compreensão e as perspectivas de diferentes pesquisadores sobre a combinação de PAC-PAM e analisa de forma abrangente os requisitos e princípios de aplicação da combinação PAC-PAM sob diferentes condições experimentais e de campo. De acordo com o conteúdo e os resultados da análise da revisão, este artigo destaca o princípio interno da aplicação da combinação PAC-PAM em diversas condições de trabalho e aponta que a combinação de PAC e PAM também apresenta desvantagens, sendo necessário definir o modo de aplicação e a dosagem de acordo com a situação específica.
Palavras-chave: cloreto de polialumínio; poliacrilamida; tratamento de água; floculação
0 Introdução
No setor industrial, o uso combinado de cloreto de polialumínio (PAC) e poliacrilamida (PAM) para o tratamento de águas residuais e resíduos similares constitui uma cadeia tecnológica consolidada, porém seu mecanismo de ação conjunta não está totalmente esclarecido, e a dosagem adequada para diferentes condições de trabalho em diversos campos também varia.
Este artigo analisa de forma abrangente uma grande quantidade de literatura relevante nacional e internacional, resume o mecanismo de combinação de PAC e PAM e apresenta estatísticas abrangentes sobre várias conclusões empíricas, em conjunto com o efeito real de PAC e PAM em diversos setores, o que tem importância orientadora para futuras pesquisas em áreas afins.
1. Exemplo de pesquisa de aplicação doméstica do PAC-PAM
O efeito de reticulação do PAC e do PAM é utilizado em diversas áreas, mas a dosagem e os métodos de tratamento complementares variam de acordo com as diferentes condições de trabalho e ambientes de tratamento.
1.1 Esgoto doméstico e lodo municipal
Zhao Yueyang (2013) e outros testaram o efeito coagulante do PAM como auxiliar de coagulação para PAC e PAFC usando o método de teste em laboratório. O experimento constatou que o efeito coagulante do PAC após a coagulação com PAM aumentou significativamente.
Wang Mutong (2010) e outros estudaram o efeito do tratamento de PAC + PA no esgoto doméstico em uma cidade e estudaram a eficiência de remoção de DQO e outros indicadores por meio de experimentos ortogonais.
Lin Yingzi (2014) et al. estudaram o efeito de coagulação aprimorado de PAC e PAM em algas em estações de tratamento de água. Yang Hongmei (2017) et al. estudaram o efeito do tratamento do uso combinado em águas residuais de kimchi e consideraram que o valor de pH ideal era 6.
Fu Peiqian (2008) et al. estudaram o efeito de um floculante composto aplicado à água de reúso. Ao medir os efeitos de remoção de impurezas como turbidez, fósforo total (PT), demanda química de oxigênio (DQO) e fosfato em amostras de água, constatou-se que o floculante composto apresenta um bom efeito de remoção em todos os tipos de impurezas.
Cao Longtian (2012) e outros adotaram o método de floculação composta para resolver os problemas de taxa de reação lenta, flocos leves e dificuldade de afundamento no processo de tratamento de água no nordeste da China devido à baixa temperatura no inverno.
Liu Hao (2015) et al. estudaram o efeito do tratamento de floculante composto na sedimentação difícil e na redução da turbidez da suspensão em esgoto doméstico e descobriram que a adição de uma certa quantidade de floculado PAM, juntamente com PAM e PAC, pode promover o efeito final do tratamento.
1.2 Efluentes de impressão e tingimento e efluentes de fabricação de papel
Zhang Lanhe (2015) et al. estudaram o efeito de coordenação da quitosana (CTS) e do coagulante no tratamento de efluentes da indústria de papel e descobriram que era melhor adicionar quitosana.
As taxas de remoção de DQO e turbidez aumentaram em 13,2% e 5,9%, respectivamente.
Xie Lin (2010) estudou o efeito do tratamento combinado de águas residuais da indústria de papel com PAC e PAM.
Liu Zhiqiang (2013) e outros utilizaram PAC de fabricação própria e floculante composto de PAC combinado com ultrassom para tratar efluentes de impressão e tingimento. Concluíram que, quando o valor do pH estava entre 11 e 13, a adição inicial de PAC e agitação por 2 minutos, seguida da adição de PAC e agitação por 3 minutos, proporcionava o melhor efeito de tratamento.
Zhou Danni (2016) e outros estudaram o efeito do tratamento de PAC + PAM em esgoto doméstico, compararam o efeito do tratamento com acelerador biológico e antídoto biológico e descobriram que o PAC + PAM foi melhor do que o método de tratamento biológico no efeito de remoção de óleo, mas o PAC + PAM foi muito melhor do que o método de tratamento biológico na toxicidade da qualidade da água.
Wang Zhizhi (2014) et al. estudaram o método de tratamento de efluentes da etapa intermediária da fabricação de papel utilizando coagulação com PAC + PAM. Quando a dosagem de PAC é de 250 mg/L, a dosagem de PAM é de 0,7 mg/L e o valor do pH é próximo da neutralidade, a taxa de remoção de DQO atinge 68%.
Zuo Weiyuan (2018) e outros estudaram e compararam o efeito de floculação mista de Fe3O4 / PAC / PAM. O teste mostrou que a proporção dos três é de 1:2:1, o efeito de tratamento de efluentes de impressão e tingimento é o melhor.
LV Sining (2010) et al. estudaram o efeito do tratamento da combinação PAC + PAM em efluentes de estágio intermediário. A pesquisa mostrou que o efeito de floculação do composto é melhor em ambiente ácido (pH 5). A dosagem de PAC foi de 1200 mg/L, a dosagem de PAM foi de 120 mg/L e a taxa de remoção de DQO foi superior a 60%.
1.3 águas residuais químicas do carvão e águas residuais de refino
Yang Lei (2013) et al. estudaram o efeito de coagulação de PAC + PAM no tratamento de águas residuais da indústria de carvão, compararam a turbidez residual em diferentes proporções e forneceram a dosagem ajustada de PAM de acordo com diferentes turbidezes iniciais.
Fang Xiaoling (2014) e outros compararam o efeito de coagulação de PAC + Chi e PAC + PAM em águas residuais de refinaria. Eles concluíram que PAC + Chi apresentou melhor efeito de floculação e maior eficiência na remoção de DQO. Os resultados experimentais mostraram que o tempo de agitação ideal foi de 10 minutos e o pH ideal foi 7.
Deng Lei (2017) et al. estudaram o efeito de floculação de PAC + PAM em águas residuais de fluido de perfuração e a taxa de remoção de DQO atingiu mais de 80%.
Wu Jinhua (2017) et al. estudaram o tratamento de águas residuais químicas do carvão por coagulação. O PAC é de 2 g/L e o PAM é de 1 mg/L. O experimento mostrou que o valor de pH ideal é 8.
Guo Jinling (2009) et al. estudaram o efeito do tratamento de água da floculação composta e consideraram que o efeito de remoção foi melhor quando a dosagem de PAC foi de 24 mg/L e PAM foi de 0,3 mg/L.
Lin Lu (2015) et al. estudaram o efeito de floculação da combinação PAC-PAM em águas residuais contendo óleo emulsionado sob diferentes condições e compararam o efeito do floculante isolado. A dosagem final foi: PAC 30 mg/L, PAM 6 mg/L, temperatura ambiente de 40 °C, pH neutro e tempo de sedimentação superior a 30 minutos. Nas condições mais favoráveis, a eficiência de remoção de DQO atingiu cerca de 85%.
2. Conclusão e sugestões
A combinação de cloreto de polialumínio (PAC) e poliacrilamida (PAM) tem sido amplamente utilizada em diversos setores. Possui grande potencial na área de tratamento de águas residuais e lodo, e seu valor industrial precisa ser mais explorado.
O mecanismo de combinação do PAC e do PAM depende principalmente da excelente ductilidade da cadeia macromolecular do PAM, que, combinada com o Al³⁺ do PAC e o O⁻ do PAM, forma uma estrutura de rede mais estável. Essa estrutura de rede pode envolver de forma estável outras impurezas, como partículas sólidas e gotículas de óleo, proporcionando excelente eficácia no tratamento de águas residuais com diversos tipos de impurezas, especialmente em casos de coexistência de óleo e água.
Ao mesmo tempo, a combinação de PAC e PAM também apresenta desvantagens. O teor de água do floculado formado é elevado e sua estrutura interna estável exige maior tratamento secundário. Portanto, o desenvolvimento futuro da combinação de PAC com PAM ainda enfrenta dificuldades e desafios.
Data da publicação: 09/10/2021