Poliacrilammide anionico o cationico Come scegliere e dosare
La poliacrilammide anionica e la poliacrilammide cationica hanno aree e casi di applicazione diversi. Normalmente, utilizzare poliacrilammide anionico quando i solidi sospesi si comportano con carica positiva e utilizzare poliacrilammide cationico quando si trattano fanghi/sostanze organiche con carica negativa. Confermare la scelta con un rapido test in giara e quindi ottimizzare la dose per una sedimentazione rapida (chiarifica) o una bassa torbidità del filtrato e torte forti (disidratazione). Di seguito sono riportati i passaggi:
▶ Selezione rapida: poliacrilammide anionico o poliacrilammide cationico
La regola pratica è quella di abbinare la carica del polimero al comportamento delle particelle: le cariche opposte promuovono l'attaccamento, quindi l'elevato peso molecolare spinge la formazione di fiocchi più grandi.
| Se il tuo stream è simile a questo | Inizia con | Risultato target tipico |
|---|---|---|
| Solidi ricchi di elementi inorganici (ad esempio, argille, sabbia fine, fiocchi di idrossido metallico) | Poliacrilammide anionico | Decantazione rapida, surnatante più limpido |
| Fanghi organici/biologici (fanghi attivi, fanghi digeriti, emulsioni oleose dopo coagulante) | Poliacrilammide cationica | Bassa torbidità del filtrato, forti fiocchi per la disidratazione |
▶ Parametri pratici di dosaggio (per non iniziare alla cieca)
Inizia con un intervallo conservativo, quindi restringilo fino alla finestra con le migliori prestazioni utilizzando test in vaso (chiarificazione) o prove con pressa a nastro/centrifuga (disidratazione).
Chiarificazione e decantazione dei solidi (mg/L in acqua)
- Gli intervalli comuni di test in vaso per la chiarificazione delle acque reflue sono spesso 0,5–15 mg/l a seconda del carico di solidi e della chimica a monte.
- Se si utilizza già un coagulante inorganico (allume/ferrico), spesso è possibile iniziare dalla metà inferiore di tale intervallo poiché le particelle sono preaggregate.
Disidratazione dei fanghi (kg di polimero attivo per tonnellata di solidi secchi)
- Una pratica banda di partenza per la poliacrilammide cationica sui fanghi delle acque reflue digerite è 5–15 kg/t DS .
- I dati sui casi pubblicati si collocano comunemente vicino al centro di quella fascia; ad esempio, uno studio ha riportato un valore vicino ottimale 7,6 kg/t DS (solidi secchi) per i migliori parametri di disidratazione nelle condizioni di test.
▶ Metodo Jar test per confermare il polimero e il dosaggio migliori
Utilizzare questo approccio per confrontare rapidamente la poliacrilammide anionica con la poliacrilammide cationica e per evitare il sovradosaggio (che può ristabilizzare i solidi e aumentare la torbidità).
- Preparare soluzioni polimeriche fresche alla stessa concentrazione attiva (esempio: 0,1% p/p) ed etichettarle chiaramente.
- In bicchieri identici, dosare una scala (ad esempio: 0,5, 1, 2, 5, 10 mg/L per la chiarificazione) sia per i prodotti anionici che per quelli cationici.
- Mescolare rapidamente per un contatto breve, quindi mescolare lentamente per formare i fiocchi; fermarsi e osservare la velocità di sedimentazione, la forza dei fiocchi e la limpidezza del surnatante.
- Scegliere il prodotto con le migliori prestazioni in base a un endpoint misurabile (torbidità/TSS, tempo di sedimentazione, limpidezza del filtrato), quindi eseguire attorno ad esso una scala di dosaggio più stretta.
Smettere di aumentare la dose una volta che le prestazioni raggiungono il plateau. La dose migliore è solitamente vicino al punto di flesso dove la chiarezza migliora nettamente per poi stabilizzarsi.
▶ Esempi di campi che facilitano la selezione
Quando la poliacrilammide anionica è generalmente preferita
- Controllo dei sedimenti e drenaggio delle costruzioni dove dominano le multe; le applicazioni documentate hanno mostrato notevoli riduzioni dei TSS (ad esempio, 42 mg/l fino a 13 mg/l dopo il filtraggio in un contesto di guida sul campo).
- L'ispessimento degli sterili dell'estrazione e della lavorazione dei minerali, dove l'obiettivo primario è quello di colmare i liquami ad alto contenuto di solidi.
Quando la poliacrilammide cationica è generalmente preferita
- Disidratazione dei fanghi delle acque reflue (pressa a nastro, centrifuga) dove i biosolidi sono fortemente negativi; La neutralizzazione della carica cationica e il collegamento a ponte migliorano i solidi della torta e la limpidezza del filtrato.
- Sistemi ricchi di sostanze organiche solubili o oli emulsionati dopo il coagulante primario, dove un polimero cationico può migliorare la cattura e il drenaggio.
▶ Risoluzione dei problemi (guasti comuni e soluzioni rapide)
- I fiocchi sono piccoli e fragili: aumentare il peso molecolare (o ridurre il taglio) e verificare di utilizzare il tipo di carica corretto (anionica o cationica).
- Il surnatante diventa torbido dopo dosi più elevate: probabilmente stai andando in overdose; tornare all'ultima dose prima che la torbidità peggiorasse.
- La torta di disidratazione è viscida o si scarica male: ridurre leggermente la dose e/o passare a un poliacrilammide cationico con densità di carica inferiore per evitare un'eccessiva neutralizzazione.
- Le prestazioni cambiano di giorno in giorno: tenere traccia del pH, della concentrazione dei solidi e della dose di coagulante; eseguire nuovamente un breve test del vaso ogni volta che la chimica a monte cambia.
In conclusione: il polimero "giusto" è quello che soddisfa l'endpoint misurabile alla dose stabile più bassa: poliacrilammide anionico per molte sospensioni inorganiche, poliacrilammide cationico per la maggior parte dei fanghi/sostanze organiche, convalidato da un test rapido.
