مروری بر پیشرفت تحقیقاتی ترکیب پک-پم

خو دارونگ 1،2، ژانگ ژونگژی 2، جیانگ هائو 1، ما ژیگانگ 1

(۱. شرکت فناوری حفاظت از انرژی و محیط زیست پکن گوننگ ژونگ‌دیان، با مسئولیت محدود، پکن ۱۰۰۰۲۲؛ ۲. دانشگاه نفت چین (پکن)، پکن ۱۰۲۲۴۹)

چکیده: در زمینه تصفیه فاضلاب و پسماندهای زائد، PAC و PAM به عنوان لخته‌سازها و کمک‌انعقادکننده‌های رایج به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این مقاله به معرفی اثر کاربردی و وضعیت تحقیقاتی پک-پام در زمینه‌های مختلف می‌پردازد، به طور خلاصه درک و دیدگاه‌های محققان مختلف در مورد ترکیب پک-پام را شرح می‌دهد و الزامات و اصول کاربردی پک-پام را در شرایط مختلف آزمایشگاهی و میدانی به طور جامع تجزیه و تحلیل می‌کند. با توجه به نتایج محتوا و تحلیل بررسی، این مقاله به اصول داخلی پک-پام اعمال شده در شرایط کاری مختلف اشاره می‌کند و خاطرنشان می‌کند که ترکیب PAC و PAM نیز دارای نقص‌هایی است و نحوه و دوز کاربرد آن باید با توجه به شرایط خاص تعیین شود.

کلمات کلیدی: پلی آلومینیوم کلراید؛ پلی آکریل آمید؛ تصفیه آب؛ لخته سازی

0 مقدمه

در حوزه صنعتی، استفاده ترکیبی از پلی‌آلومینیوم کلراید (PAC) و پلی‌آکریل‌آمید (PAM) برای تصفیه فاضلاب و پسماندهای مشابه، یک زنجیره فناوری بالغ را تشکیل داده است، اما مکانیسم عمل مشترک آن مشخص نیست و نسبت دوز برای شرایط کاری مختلف در زمینه‌های مختلف نیز متفاوت است.

این مقاله به طور جامع تعداد زیادی از متون مرتبط در داخل و خارج از کشور را تجزیه و تحلیل می‌کند، مکانیسم ترکیبی PAC و PAC را خلاصه می‌کند و آمار جامعی در مورد نتیجه‌گیری‌های تجربی مختلف در ترکیب با اثر واقعی PAC و PAM در صنایع مختلف ارائه می‌دهد که اهمیت هدایت‌کننده‌ای برای تحقیقات بیشتر در زمینه‌های مرتبط دارد.

۱. نمونه تحقیقات کاربردی داخلی پک-پم

اثر اتصال عرضی PAC و PAM در تمام جنبه‌های زندگی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما دوز و روش‌های درمانی پشتیبانی برای شرایط کاری و محیط‌های درمانی مختلف متفاوت است.

۱.۱ فاضلاب خانگی و لجن شهری

ژائو یویانگ (۲۰۱۳) و دیگران اثر انعقادی PAM را به عنوان کمک منعقدکننده به PAC و PAFC با استفاده از روش آزمایش داخل ساختمان آزمایش کردند. این آزمایش نشان داد که اثر انعقادی PAC پس از انعقاد PAM به میزان زیادی افزایش یافته است.

وانگ موتونگ (2010) و دیگران اثر تصفیه PAC + PA را بر روی فاضلاب خانگی در یک شهر بررسی کردند و راندمان حذف COD و سایر شاخص‌ها را از طریق آزمایش‌های متعامد بررسی کردند.

لین یینگزی (۲۰۱۴) و همکاران. اثر انعقادی تقویت‌شده‌ی PAC و PAM را بر جلبک‌ها در تصفیه‌خانه‌ی آب بررسی کردند. یانگ هونگمی (۲۰۱۷) و همکاران. اثر تصفیه‌ی استفاده‌ی ترکیبی را بر فاضلاب کیمچی بررسی کردند و مقدار pH بهینه را ۶ در نظر گرفتند.

فو پیکیان (2008) و همکارانش تأثیر فلوکولانت ترکیبی اعمال‌شده برای استفاده مجدد از آب را بررسی کردند. با اندازه‌گیری اثرات حذف ناخالصی‌هایی مانند کدورت، TP، COD و فسفات در نمونه‌های آب، مشخص شد که فلوکولانت ترکیبی اثر حذف خوبی بر انواع ناخالصی‌ها دارد.

کائو لونگتیان (۲۰۱۲) و دیگران روش لخته‌سازی مرکب را برای حل مشکلات سرعت واکنش آهسته، لخته‌های سبک و مشکل ته‌نشینی در فرآیند تصفیه آب در شمال شرقی چین به دلیل دمای پایین در زمستان، اتخاذ کردند.

لیو هائو (۲۰۱۵) و همکارانش، تأثیر تصفیه فلوکولانت کامپوزیتی را بر ته‌نشینی دشوار و کاهش کدورت در فاضلاب خانگی بررسی کردند و دریافتند که افزودن مقدار مشخصی از فلوکولات PAM هنگام افزودن PAM و PAC می‌تواند اثر تصفیه نهایی را ارتقا دهد.

۱.۲ فاضلاب چاپ و رنگرزی و فاضلاب کاغذسازی

ژانگ لانه (2015) و همکاران. اثر هماهنگی کیتوزان (CTS) و منعقدکننده را در تصفیه فاضلاب کاغذسازی بررسی کردند و دریافتند که افزودن کیتوزان بهتر است.

میزان حذف COD و کدورت به ترتیب ۱۳.۲٪ و ۵.۹٪ افزایش یافت.

شی لین (2010) تأثیر تصفیه ترکیبی PAC و PAM بر فاضلاب کاغذسازی را بررسی کرد.

لیو ژیکیانگ (۲۰۱۳) و دیگران از PAC و فلوکولانت کامپوزیتی PAC ساخته شده به همراه اولتراسونیک برای تصفیه فاضلاب چاپ و رنگرزی استفاده کردند. نتیجه گرفته شد که وقتی مقدار pH بین ۱۱ تا ۱۳ بود، ابتدا PAC اضافه شده و به مدت ۲ دقیقه هم زده شد و سپس PAC اضافه شده و به مدت ۳ دقیقه هم زده شد، بهترین اثر تصفیه حاصل شد.

ژو دانی (۲۰۱۶) و دیگران اثر تصفیه PAC + PAM را بر فاضلاب خانگی بررسی کردند، اثر تصفیه شتاب‌دهنده بیولوژیکی و پادزهر بیولوژیکی را با هم مقایسه کردند و دریافتند که PAC + PAM در حذف روغن از روش تصفیه بیولوژیکی بهتر است، اما PAC + PAM در سمیت کیفیت آب بسیار بهتر از روش تصفیه بیولوژیکی است.

وانگ ژی‌ژی (۲۰۱۴) و همکارانش روش تصفیه فاضلاب مرحله میانی کاغذسازی را با انعقاد PAC + PAM به عنوان بخشی از این روش بررسی کردند. هنگامی که دوز PAC 250 میلی‌گرم در لیتر، دوز PAM 0.7 میلی‌گرم در لیتر و مقدار pH تقریباً خنثی باشد، میزان حذف COD به ۶۸٪ می‌رسد.

زو وی‌یوآن (۲۰۱۸) و دیگران اثر لخته‌سازی ترکیبی Fe3O4/PAC/PAM را بررسی و مقایسه کردند. این آزمایش نشان می‌دهد که وقتی نسبت این سه ۱:۲:۱ باشد، اثر تصفیه فاضلاب چاپ و رنگرزی بهترین است.

LV sining (2010) و همکارانش اثر تصفیه ترکیب PAC + PAM را بر روی فاضلاب مرحله میانی بررسی کردند. این تحقیق نشان می‌دهد که اثر لخته‌سازی ترکیبی در محیط اسیدی (pH 5) بهترین است. دوز PAC 1200 میلی‌گرم در لیتر، دوز PAM 120 میلی‌گرم در لیتر و میزان حذف COD بیش از 60٪ است.

۱.۳ فاضلاب شیمیایی زغال سنگ و فاضلاب تصفیه شده

یانگ لی (۲۰۱۳) و همکارانش اثر انعقاد PAC + PAM را در تصفیه فاضلاب صنعت زغال سنگ بررسی کردند، کدورت باقیمانده را تحت نسبت‌های مختلف مقایسه کردند و دوز تنظیم‌شده PAM را با توجه به کدورت اولیه مختلف ارائه دادند.

فانگ شیائولینگ (2014) و دیگران اثر انعقاد PAC + Chi و PAC + PAM را بر روی فاضلاب پالایشگاه مقایسه کردند. آنها نتیجه گرفتند که PAC + Chi اثر لخته‌سازی بهتر و راندمان حذف COD بالاتری دارد. نتایج آزمایش نشان داد که زمان هم زدن بهینه 10 دقیقه و مقدار pH بهینه 7 بود.

دنگ لی (2017) و همکارانش اثر لخته‌سازی PAC + PAM را بر روی فاضلاب سیال حفاری بررسی کردند و میزان حذف COD به بیش از 80٪ رسید.

وو جینهوا (2017) و همکارانش تصفیه فاضلاب شیمیایی زغال سنگ را با انعقاد بررسی کردند. PAC برابر با 2 گرم در لیتر و PAM برابر با 1 میلی گرم در لیتر است. آزمایش نشان می‌دهد که بهترین مقدار pH برابر با 8 است.

گوئو جینلینگ (2009) و همکارانش اثر لخته‌سازی کامپوزیتی را بر تصفیه آب بررسی کردند و دریافتند که بهترین اثر حذف زمانی حاصل می‌شود که دوز PAC برابر با 24 میلی‌گرم در لیتر و PAM برابر با 0.3 میلی‌گرم در لیتر باشد.

لین لو (2015) و همکارانش اثر لخته‌سازی ترکیب پک-پم را بر روی فاضلاب حاوی روغن امولسیون‌شده در شرایط مختلف بررسی کردند و اثر لخته‌ساز منفرد را با هم مقایسه کردند. دوز نهایی عبارت است از: PAC 30 میلی‌گرم در لیتر، pam6 میلی‌گرم در لیتر، دمای محیط 40 درجه سانتیگراد، مقدار pH خنثی و زمان رسوب‌گذاری بیش از 30 دقیقه. در مطلوب‌ترین شرایط، راندمان حذف COD به حدود 85٪ می‌رسد.

۲ نتیجه‌گیری و پیشنهادها

ترکیب پلی آلومینیوم کلراید (PAC) و پلی آکریل آمید (PAM) به طور گسترده در تمام جنبه‌های زندگی مورد استفاده قرار گرفته است. این ماده پتانسیل بالایی در زمینه تصفیه فاضلاب و لجن دارد و ارزش صنعتی آن نیاز به بررسی بیشتر دارد.

مکانیسم ترکیبی PAC و PAM عمدتاً به شکل‌پذیری عالی زنجیره ماکرومولکولی PAM بستگی دارد که با Al3+ در PAC و –O در PAM ترکیب شده و ساختار شبکه‌ای پایدارتری را تشکیل می‌دهد. ساختار شبکه‌ای می‌تواند به طور پایدار سایر ناخالصی‌ها مانند ذرات جامد و قطرات روغن را در بر بگیرد، بنابراین اثر تصفیه عالی برای فاضلاب با انواع مختلف ناخالصی، به ویژه برای همزیستی روغن و آب دارد.

در عین حال، ترکیب PAC و PAM نیز دارای نقص‌هایی است. میزان آب لخته تشکیل شده زیاد است و ساختار داخلی پایدار آن منجر به نیاز بیشتر به تصفیه ثانویه می‌شود. بنابراین، توسعه بیشتر PAC همراه با PAM هنوز با مشکلات و چالش‌هایی روبرو است.