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., Beijing 100022; 2. China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249)
Resumen: En el campo del tratamiento de aguas residuales y residuos, el PAC y el PAM se utilizan ampliamente como floculantes y coadyuvantes de coagulación comunes. Este artículo presenta el efecto de aplicación y el estado actual de la investigación sobre la combinación PAC-PAM en diferentes campos, describe brevemente la comprensión y las perspectivas de diversos investigadores sobre dicha combinación, y analiza exhaustivamente los requisitos y principios de aplicación de la PAC-PAM en diferentes condiciones experimentales y de campo. De acuerdo con el contenido y los resultados del análisis, este artículo explica el principio interno de la PAC-PAM aplicada a diversas condiciones de trabajo, y señala que la combinación de PAC y PAM también presenta limitaciones, por lo que su modo de aplicación y dosificación deben determinarse según la situación específica.
Palabras clave: cloruro de polialuminio; poliacrilamida; tratamiento de aguas; floculación
0 Introducción
En el ámbito industrial, el uso combinado de cloruro de polialuminio (PAC) y poliacrilamida (PAM) para el tratamiento de aguas residuales y desechos similares ha formado una cadena tecnológica madura, pero su mecanismo de acción conjunta no está claro, y la proporción de dosificación para diferentes condiciones de trabajo en diversos campos también es diferente.
Este artículo analiza exhaustivamente una gran cantidad de literatura relevante a nivel nacional e internacional, resume el mecanismo de combinación de PAC y PAC, y realiza estadísticas completas sobre diversas conclusiones empíricas en combinación con el efecto real de PAC y PAM en diversas industrias, lo cual tiene una importancia orientativa para futuras investigaciones en campos relacionados.
1. Ejemplo de investigación de aplicación doméstica de pac-pam
El efecto de reticulación del PAC y el PAM se utiliza en todos los ámbitos de la vida, pero la dosificación y los métodos de tratamiento complementarios varían según las diferentes condiciones de trabajo y entornos de tratamiento.
1.1 aguas residuales domésticas y lodos municipales
Zhao Yueyang (2013) y otros investigadores evaluaron el efecto coagulante del PAM como coadyuvante de coagulación del PAC y del PAFC mediante un ensayo in vitro. El experimento reveló un aumento significativo en el efecto coagulante del PAC tras la coagulación con PAM.
Wang Mutong (2010) y otros estudiaron el efecto del tratamiento de PAC + PA en las aguas residuales domésticas de una ciudad y estudiaron la eficiencia de eliminación de DQO y otros indicadores a través de experimentos ortogonales.
Lin Yingzi et al. (2014) estudiaron el efecto de coagulación mejorada del PAC y el PAM sobre las algas en una planta de tratamiento de agua. Yang Hongmei et al. (2017) estudiaron el efecto del tratamiento combinado en aguas residuales de kimchi y determinaron que el pH óptimo era 6.
Fu Peiqian et al. (2008) estudiaron el efecto de un floculante compuesto aplicado al tratamiento de aguas residuales. Al medir la eliminación de impurezas como turbidez, fósforo total (PT), demanda química de oxígeno (DQO) y fosfatos en muestras de agua, se observó que el floculante compuesto presenta una buena eficacia en la eliminación de todo tipo de impurezas.
Cao Longtian (2012) y otros adoptaron el método de floculación compuesta para resolver los problemas de velocidad de reacción lenta, flóculos ligeros y dificultad para hundirse en el proceso de tratamiento de agua en el noreste de China debido a las bajas temperaturas en invierno.
Liu Hao (2015) et al. estudiaron el efecto del tratamiento de un floculante compuesto en la suspensión de sedimentación difícil y reducción de turbidez en aguas residuales domésticas, y encontraron que agregar cierta cantidad de floculante PAM junto con PAM y PAC puede promover el efecto final del tratamiento.
1.2 Aguas residuales de la industria de la impresión y el teñido y aguas residuales de la industria papelera
Zhang Lanhe et al. (2015) estudiaron el efecto de coordinación del quitosano (CTS) y un coagulante en el tratamiento de aguas residuales de la industria papelera, y concluyeron que la adición de quitosano resultaba más beneficiosa.
Los índices de eliminación de DQO y turbidez aumentaron un 13,2% y un 5,9%, respectivamente.
Xie Lin (2010) estudió el efecto del tratamiento combinado de PAC y PAM en las aguas residuales de la fabricación de papel.
Liu Zhiqiang (2013) y otros utilizaron PAC de fabricación propia y un floculante compuesto de PAC combinado con ultrasonidos para el tratamiento de aguas residuales de la industria textil. Concluyeron que, cuando el pH se encontraba entre 11 y 13, la mejor eficacia del tratamiento se obtenía añadiendo primero PAC y agitando durante 2 minutos, y luego añadiendo otra cantidad y agitando durante 3 minutos.
Zhou Danni (2016) y otros estudiaron el efecto del tratamiento con PAC + PAM en aguas residuales domésticas, compararon el efecto del tratamiento con acelerador biológico y antídoto biológico, y encontraron que PAC + PAM era mejor que el método de tratamiento biológico en el efecto de eliminación de aceite, pero PAC + PAM era mucho mejor que el método de tratamiento biológico en la toxicidad de la calidad del agua.
Wang Zhizhi et al. (2014) estudiaron el tratamiento de aguas residuales de la etapa intermedia de la industria papelera mediante coagulación con PAC y PAM. Con una dosis de PAC de 250 mg/L, una dosis de PAM de 0,7 mg/L y un pH casi neutro, la tasa de eliminación de DQO alcanzó el 68 %.
Zuo Weiyuan (2018) y otros estudiaron y compararon el efecto de floculación mixta de Fe3O4/PAC/PAM. La prueba demostró que la proporción 1:2:1 de los tres componentes proporciona el mejor resultado en el tratamiento de aguas residuales de impresión y teñido.
LV Sining et al. (2010) estudiaron el efecto del tratamiento combinado de PAC + PAM en aguas residuales de etapa intermedia. La investigación muestra que el efecto de floculación del compuesto es óptimo en un ambiente ácido (pH 5). Con una dosis de PAC de 1200 mg/L y una dosis de PAM de 120 mg/L, la tasa de eliminación de DQO superó el 60 %.
1.3 Aguas residuales de la industria química del carbón y aguas residuales de la refinación
Yang Lei (2013) et al. estudiaron el efecto de coagulación de PAC + PAM en el tratamiento de aguas residuales de la industria del carbón, compararon la turbidez residual bajo diferentes proporciones y dieron la dosis ajustada de PAM de acuerdo con la turbidez inicial diferente.
Fang Xiaoling (2014) y otros compararon el efecto de coagulación de PAC + Chi y PAC + PAM en aguas residuales de refinería. Concluyeron que PAC + Chi presentó un mejor efecto de floculación y una mayor eficiencia en la eliminación de DQO. Los resultados experimentales mostraron que el tiempo óptimo de agitación fue de 10 minutos y el pH óptimo de 7.
Deng Lei (2017) et al. estudiaron el efecto de floculación de PAC + PAM en aguas residuales de fluidos de perforación, y la tasa de eliminación de DQO alcanzó más del 80%.
Wu Jinhua et al. (2017) estudiaron el tratamiento de aguas residuales de la industria química del carbón mediante coagulación. La concentración de PAC fue de 2 g/L y la de PAM de 1 mg/L. El experimento mostró que el pH óptimo fue de 8.
Guo Jinling (2009) et al. estudiaron el efecto del tratamiento de agua mediante floculación compuesta y consideraron que el efecto de eliminación fue el mejor cuando la dosis de PAC fue de 24 mg/L y la de PAM fue de 0,3 mg/L.
Lin Lu et al. (2015) estudiaron el efecto floculante de la combinación PAC-PAM en aguas residuales emulsionadas con contenido de aceite bajo diferentes condiciones, y lo compararon con el efecto de un solo floculante. La dosis final fue: PAC 30 mg/L, PAM 6 mg/L, temperatura ambiente de 40 °C, pH neutro y tiempo de sedimentación superior a 30 min. En las condiciones más favorables, la eficiencia de remoción de DQO alcanzó aproximadamente el 85 %.
2. Conclusiones y sugerencias
La combinación de cloruro de polialuminio (PAC) y poliacrilamida (PAM) se ha utilizado ampliamente en diversos ámbitos. Presenta un gran potencial en el tratamiento de aguas residuales y lodos, y su valor industrial requiere mayor investigación.
El mecanismo de combinación de PAC y PAM se basa principalmente en la excelente ductilidad de la cadena macromolecular de PAM, que, al combinarse con Al³⁺ en PAC y –O en PAM, forma una estructura de red más estable. Esta estructura de red puede encapsular de forma estable otras impurezas, como partículas sólidas y gotas de aceite, lo que le confiere una excelente eficacia en el tratamiento de aguas residuales con diversos tipos de impurezas, especialmente cuando coexisten aceite y agua.
Al mismo tiempo, la combinación de PAC y PAM también presenta inconvenientes. El contenido de agua del flóculo formado es elevado, y su estructura interna estable exige un tratamiento secundario más riguroso. Por consiguiente, el desarrollo de la combinación de PAC con PAM aún enfrenta dificultades y retos.
Fecha de publicación: 9 de octubre de 2021