はじめに 廃水システムを試運転する場合、小規模な凝集と沈降の実験が必要です。{0}これらの実験中にフロックが浮遊する現象はよくある問題ですが、詳しく分析する価値があります。これは通常、実験プロセスの 1 つ以上の重要な側面に調整が必要であることを示します。
フロックが沈まずに浮く主な理由は、フロックの密度が水よりも小さいこと、またはフロックが気泡などの外力によって支えられていることです。この問題は次の側面から体系的に調査して解決できます。
I. 主な原因の分析と解決策
1. PAC (ポリ塩化アルミニウム) の投与量の問題
原因:
- 投与量が不十分：加水分解によって生成される水酸化アルミニウムコロイドは、水中のコロイド粒子の電荷を完全に中和するには不十分であり、大きくて緻密なフロックを形成できません。
- 過剰な投与量: 過剰な PAC は、コロイド粒子の表面電荷の反転 (マイナスからプラス) を引き起こし、コロイドの再安定化と凝集の困難につながります。同時に、過剰なアルミニウム塩の加水分解によりアルカリ性が消費され、水が酸性になる可能性があり、生成される水酸化アルミニウムコロイドは軽すぎます。
解決策:
- ビーカーテストを実施して最適な投与量を決定します。一般に、50 mg/L から始めて、フロックの形成と沈降を観察しながら、徐々に増加させます (例、50、100、150、200 mg/L)。
- PAC 溶液の有効期限が切れていないか確認してください (過剰な準備時間や加水分解沈殿などにより)。新しく調製した溶液をお勧めします。
2. PAM (ポリアクリルアミド) 投与の問題
原因:
- コロイド粒子は通常マイナスに帯電しているため、一般排水の場合はカチオン性 PAM を使用する必要があります。
- アニオン性 PAM を誤って使用すると、マイナスに帯電した粒子を反発し、架橋が困難になります。
- 非イオン性 PAM が誤って使用されると、電荷の不一致により悪い結果が生じる可能性があります。
- 不適切な投与順序: 急速な混合と不安定化のために、最初に PAC を追加する必要があります。約 1 ～ 2 分の間隔をあけて、ゆっくりと混合して凝固を助けるために PAM を添加する必要があります。順序を逆にしたり、間隔が短すぎると、効果が大幅に低下します。
- 過剰な投与量: PAM は高分子量ポリマーです。--過度に使用すると、「ラップアップ」効果が生じ、フロックが緩くなり、水分含有量が高く密度が低くなり、フロックが浮いてしまう可能性があります。-これはフロックが浮く最も可能性の高い原因の 1 つです。
- 間違った PAM タイプの選択:
- PAM 濃度が高すぎるか、溶解が不十分です。これにより、廃水中での不均一な分散、局所的な過剰、および浮遊する「塊」の形成が発生します。
解決策:
- 「最初に PAC、次に PAM」の順序を厳守し、間隔を慎重に制御してください。
- PAM 投与量を大幅に減らしてテストを実施します。 PAM の投与量は通常非常に少量で、場合によっては 1 ～ 5 mg/L、またはそれより低い場合もあります。 0.5 mg/L から始めて徐々に増やしてみてください。
- カチオン性 PAM が使用されていることを確認します。サプライヤーに問い合わせるか、製品の説明書を参照してください。
- PAM 溶液は十分に撹拌して溶解する必要があります (通常 40 ～ 60 分かかります)。推奨濃度は 0.1% ～ 0.3% (1000 分の 1 ～ 1000 分の 3) です。
3. 排水の水質特性
原因:
- 水中の高レベルの油または有機物: これらの物質は密度が低く、フロックによってカプセル化されると全体の密度が低下します。
- 過剰な塩または界面活性剤の含有量: 試薬の加水分解および電荷中和効果に影響を与える可能性があります。
- 水中の過剰な有機物負荷: これにより、気泡をカプセル化する「粘着性」のフロックが形成されます。
解決策:
- 可能であれば、廃水の発生源と主成分を理解してください。
- pH値を調整してみてください。 PAC の最適 pH 範囲は通常 6.5 ～ 7.5 です。 pH が低すぎるか高すぎると、加水分解生成物の形態に影響を与えます。 NaOH または希酸で pH を調整し、もう一度試してください。
- 前処理（油分離等）の必要性を検討してください。
4. 実験操作と油圧条件
原因:
- PAC 投与段階: 試薬を瞬時に均一に分散させるために、迅速かつ激しい混合 (例: 250 ～ 300 rpm、30 ～ 60 秒) が必要です。
- PAM 添加段階: フロックを破壊することなく成長を促進するには、ゆっくりと穏やかな混合 (例: 40 ～ 60 rpm、10 ～ 20 分) が必要です。
- 不適切な混合強度と時間:
- 混合中に混入する空気: 激しい混合や不適切な撹拌機の配置により、水中に大量の空気が混入し、微細な気泡が形成され、フロックに付着して浮遊する可能性があります。
- 不十分な沈降時間: フロックが完全に圧縮されて沈降していません。
- 低水温: 水温が 10 度未満の場合、加水分解と反応速度が遅くなり、小さくて緩いフロックが発生します。
解決策:
- 2 段階の混合手順と強度を厳密に制御します。-
- 液体表面に空気が入り込む渦が発生しないように、撹拌機の深さを確認してください。
- 十分な安定時間 (例: 30 分) をとり、プロセス全体の変化を注意深く観察してください。
II.簡単なトラブルシューティング手順の概要
1.投与量を減らす：添加するPAMの量を大幅に減らします。これは最も可能性が高く、調整が簡単な変数です。
2. 順序の確認: PAC → (1 ～ 2 分間の素早い撹拌) → PAM → (ゆっくりとした撹拌) という投与順序を確認します。
3.試薬を検証します。
- きれいな水と標準粘土 (カオリンなど) を使用して模擬廃水を準備し、PAC/PAM の有効性をテストし、試薬の不活化の問題を排除します。
- PAMの種類を確認してください。
4.プロセスを最適化します。
- 系統的な Jar テストを実行し、複数のビーカーでさまざまな PAC 用量 (固定少量の PAM) とさまざまな PAM 用量 (固定の最適な PAC 用量) をテストします。
- 素早く撹拌する、ゆっくり撹拌する速度と時間を確認して調整します。
5.詳細を観察します。
- 撹拌中や沈降後にフロックの浮き上がりは発生しますか？撹拌中の浮遊は気泡に関連していることが多く、沈降後の浮遊はフロックが軽すぎることに関連していることがよくあります。
- フロックの形態を観察します。フロックは大きくてふわふわした雲のようなものですか（おそらく過剰な PAM が原因）、それとも小さくて濁っていますか（不十分な PAC または不十分な混合）{0}}