عملية تطبيق HENGFENG Floc للمُخثر (PAM) في معالجة التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة عن طريق الغسل

1. المعالجة المسبقة: تعديل درجة حموضة مياه الصرف الصحي والتجانس

الغرض

حمض الستريك حمضي (درجة الحموضة ≈ 2-3)، في حين أن بولي أكريلاميد (PAM)، وخاصة أنواع HENGFENG Floc غير الأيونية أو HENGFENG Floc الأنيونية، تُظهر أداءً مثاليًا في التخثر في ظل ظروف محايدة إلى قلوية ضعيفة. في الوقت نفسه، يمكن لتعديل درجة الحموضة أن يعطل جزءًا من مركبات حمض الستريك للمعادن الثقيلة، مما يؤدي إلى إطلاق أيونات المعادن الثقيلة الحرة (مثل Co²⁺) أو تكوين رواسب دقيقة من الهيدروكسيد/الكربونات، وبالتالي تهيئة ظروف مواتية للتخثر اللاحق.

التشغيل

أضف الجير الحي (CaO) أو هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) إلى خزان تخزين الرشيح لضبط درجة الحموضة إلى 7.0-8.5، مع المراقبة في الوقت الفعلي عبر مقياس درجة الحموضة عبر الإنترنت. في الوقت نفسه، ابدأ المشغل بسرعة دوران تبلغ 150-200 لفة/دقيقة لتجانس مياه الصرف الصحي، مما يمنع تقلبات درجة الحموضة المحلية من التأثير على كفاءة التخثر.

2. اختيار PAM وإعداد المحلول

أساس الاختيار

تحتوي مياه الصرف الصحي في هذه الحالة على غرويات التربة المشحونة سلبًا (بسبب الشحنة السالبة على سطح معادن طين التربة) ومركبات المعادن الثقيلة (معظمها مشحونة سلبًا أو محايدة). لذلك، يُفضل استخدام PAM الأنيوني (بوزن جزيئي يبلغ 8-12 مليون دالتون). يمكن لمجموعات الكربوكسيل (-COO⁻) الموجودة على سلاسلها الجزيئية أن تعزز التكتل من خلال "تحييد الشحنة" (امتصاص الشحنات السالبة على سطح غرويات التربة) و"تأثير الربط" (ربط جزيئات متعددة صغيرة). بالمقارنة مع HENGFENG Floc  PAM غير الأيوني، فإنه يتمتع بكفاءة تخثر أعلى، وتكلفته أقل من تكلفة HENGFENG Floc PAM الكاتيوني.

إعداد المحلول

ماء المحلول: استخدم الماء منزوع الأيونات أو الماء الصافي (لتجنب الترسيب الناتج عن تفاعل Ca²⁺ و Mg²⁺ في الماء العسر مع PAM).

التحكم في التركيز: اخلط مسحوق HENGFENG Floc PAM مع الماء بنسبة كتلة تبلغ 0.1٪ -0.3٪، أي أضف 1-3 جرام من HENGFENG Floc PAM إلى 1 لتر من الماء.

طريقة المحلول: أضف الماء أولاً إلى خزان التحريك، ثم رش مسحوق PAM ببطء (لمنع التكتل). تحكم في سرعة التحريك عند 80-100 لفة/دقيقة ووقت التحريك عند 30-60 دقيقة حتى يصبح المحلول شفافًا ولزجًا (بدون جزيئات مرئية بالعين المجردة). إذا كان المحلول غير كافٍ، فإن جزيئات PAM غير المذابة ستشكل "عيون سمكة" في مياه الصرف الصحي، مما سيؤدي بدلاً من ذلك إلى تقليل كفاءة التخثر.

3. جرعة PAM والتفاعل (خزان تفاعل التخثر)

طريقة الجرعة

اعتمد "التنقيط بمضخة القياس" لحقن محلول PAM المُجهز ببطء في خزان تفاعل التخثر بجرعة نهائية تبلغ 1-5 مجم/لتر (أي 1-5 مجم من مكون PAM الفعال لكل لتر من الرشيح). يتم تركيب منفذ الجرعات أمام دافع التحريك لضمان الاختلاط السريع مع مياه الصرف الصحي.

التحكم في التفاعل (مرحلتان)

مرحلة الخلط السريع: تحكم في سرعة التحريك عند 200-300 لفة/دقيقة لمدة 1-2 دقيقة. الغرض هو تحقيق اتصال فوري وموحد بين محلول PAM ومياه الصرف الصحي، مما يمكّن جزيئات PAM من الامتصاص بسرعة على سطح الجسيمات الغروية.

مرحلة التخثر البطيء: قلل سرعة الدوران إلى 50-80 لفة/دقيقة وحافظ عليها لمدة 10-15 دقيقة. هذه المرحلة حاسمة لـ "الربط والتكتل". يمكن أن يؤدي التحريك البطيء إلى تجنب إتلاف الندفات المتكونة، مما يسمح للجسيمات الصغيرة بالتجمع تدريجيًا في ندفات كبيرة (زهور شبة شفافة مرئية) بحجم جسيمات يبلغ ≥ 100 μm. في الوقت نفسه، يمكن للندفات أن تمتص مركبات الكوبالت أو Co²⁺ الحرة في مياه الصرف الصحي.

4. فصل السائل الصلب (خزان الترسيب / خزان التوضيح)

اختيار العملية

نظرًا للكثافة العالية للندفات (التي تحتوي على رواسب المعادن الثقيلة)، يتم اعتماد خزانات الترسيب ذات التدفق الرأسي أو خزانات الترسيب ذات الأنبوب المائل، لأنها تشغل مساحة أقل ولها كفاءة فصل أعلى.

معلمات التشغيل

تحكم في وقت الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT) لخزان الترسيب عند 1-2 ساعة وسرعة التدفق التصاعدي عند 1.5-2.5 مم/ثانية. يضمن هذا أن الندفات لديها وقت كافٍ للاستقرار في قاع الخزان، مما يشكل "الحمأة" (التي تحتوي على رواسب المعادن الثقيلة، وغرويات التربة، وندفات PAM)، بينما تصبح الطبقة العلوية سائلًا صافيًا.

الوظيفة الرئيسية

من خلال هذه الخطوة، يمكن أن تصل معدل إزالة المواد الصلبة العالقة (SS) في مياه الصرف الصحي إلى أكثر من 90٪. في الوقت نفسه، تستقر المعادن الثقيلة مثل الكوبالت مع الندفات، مما يقلل بشكل كبير من تركيز المعادن الثقيلة في السائل الصافي ووضع الأساس للتصريف القياسي اللاحق أو المعالجة المتقدمة.

5. المعالجة اللاحقة: التخلص من الحمأة والسائل الصافي

معالجة الحمأة

يتم نقل الحمأة التي تحتوي على المعادن الثقيلة في قاع خزان الترسيب (بمحتوى رطوبة يبلغ حوالي 80٪ -90٪) إلى مكبس ترشيح الألواح والإطارات عبر مضخة الحمأة للتجفيف، مما يشكل كعكات حمأة بمحتوى رطوبة يبلغ ≤ 60٪. يجب إدارة كعكات الحمأة هذه كمخلفات خطرة وإرسالها إلى مؤسسات مؤهلة للمعالجة بالتصلب/التثبيت أو استعادة الكوبالت (على سبيل المثال، من خلال الصهر الحراري أو الغسل الهيدرومعدني).

معالجة السائل الصافي

يحتاج السائل الصافي العلوي إلى اختبار درجة الحموضة، والطلب على الأكسجين الكيميائي (COD، الناتج عن حمض الستريك المتبقي)، وتركيزات المعادن الثقيلة (مثل Co و As و Cu). إذا كان يفي بالمعايير (على سبيل المثال، تركيز الكوبالت < 0.01 مجم/لتر، بما يتماشى مع معايير جودة البيئة للمياه السطحية (GB 3838-2002))، فيمكن تصريفه مباشرة. إذا فشل في تلبية المعايير، يلزم إجراء معالجة متقدمة أخرى باستخدام راتنجات تبادل الأيونات أو تقنية فصل الأغشية لضمان الإزالة الكاملة للملوثات.