مراجعة حول التقدم البحثي في ​​مجال الجمع بين باك-بام

شو دارونج 1،2، تشانغ تشونغ تشى 2، جيانغ هاو 1، ما تشي قانغ 1

(1. شركة بكين غونينغ تشونغديان لتكنولوجيا الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة المحدودة، بكين 100022؛ 2. جامعة الصين للبترول (بكين)، بكين 102249)

الملخص: في مجال معالجة مياه الصرف الصحي ومخلفات النفايات، يُستخدم كل من البولي أكريليك المنشط (PAC) والبولي أكريلاميد (PAM) على نطاق واسع كمواد مُرَسِّبة ومُخثِّرة شائعة. تُقدِّم هذه الورقة البحثية عرضًا لتأثير تطبيق مزيج PAC-PAM وحالة البحث فيه في مختلف المجالات، وتصف بإيجاز فهم الباحثين المختلفين لوجهات نظرهم حول هذا المزيج، وتحلل بشكل شامل متطلبات تطبيقه ومبادئه في ظل ظروف تجريبية وميدانية مختلفة. بناءً على محتوى ونتائج التحليل، تُشير هذه الورقة إلى المبدأ الأساسي لتطبيق مزيج PAC-PAM في ظروف عمل متنوعة، وتُبيّن أن هذا المزيج لا يخلو من العيوب، وأن طريقة استخدامه وجرعته يجب تحديدها وفقًا للحالة المحددة.

الكلمات المفتاحية: كلوريد البولي ألومنيوم؛ بولي أكريلاميد؛ معالجة المياه؛ التلبد

0 مقدمة

في المجال الصناعي، شكل الاستخدام المشترك لكلوريد البولي ألومنيوم (PAC) والبولي أكريلاميد (PAM) لمعالجة مياه الصرف الصحي والنفايات المماثلة سلسلة تقنية ناضجة، ولكن آلية عملها المشتركة غير واضحة، كما أن نسبة الجرعة تختلف باختلاف ظروف العمل في مختلف المجالات.

تحلل هذه الورقة بشكل شامل عددًا كبيرًا من الأدبيات ذات الصلة في الداخل والخارج، وتلخص آلية الجمع بين PAC و PAC، وتقدم إحصاءات شاملة حول مختلف الاستنتاجات التجريبية بالاشتراك مع التأثير الفعلي لـ PAC و PAM في مختلف الصناعات، مما له أهمية توجيهية لمزيد من البحث في المجالات ذات الصلة.

1. مثال بحثي للتطبيقات المحلية لـ pac-pam

يُستخدم تأثير الربط المتقاطع لـ PAC و PAM في جميع مجالات الحياة، ولكن الجرعات وطرق العلاج الداعمة تختلف باختلاف ظروف العمل وبيئات العلاج.

1.1 مياه الصرف الصحي المنزلية والحمأة البلدية

قام تشاو يويانغ (2013) وآخرون باختبار تأثير PAM كعامل مساعد للتخثر في PAC وPAFC باستخدام طريقة الاختبار المعملي. وأظهرت التجربة أن تأثير PAC على التخثر قد ازداد بشكل ملحوظ بعد تخثره بواسطة PAM.

قام وانغ موتونغ (2010) وآخرون بدراسة تأثير معالجة PAC + PA على مياه الصرف الصحي المنزلية في إحدى المدن، ودرسوا كفاءة إزالة COD ومؤشرات أخرى من خلال التجارب المتعامدة.

درست لين يينغزي وآخرون (2014) تأثير التخثر المعزز لـ PAC و PAM على الطحالب في محطة معالجة المياه. كما درست يانغ هونغ مي وآخرون (2017) تأثير المعالجة بالاستخدام المشترك على مياه الصرف الصحي الناتجة عن صناعة الكيمتشي، وخلصوا إلى أن قيمة الرقم الهيدروجيني الأمثل هي 6.

قام فو بي تشيان وآخرون (2008) بدراسة تأثير استخدام مادة التلبيد المركبة في إعادة استخدام المياه. ومن خلال قياس فعالية إزالة الشوائب مثل العكارة، والفوسفور الكلي، والطلب الكيميائي للأكسجين، والفوسفات في عينات المياه، تبين أن مادة التلبيد المركبة تتمتع بفعالية جيدة في إزالة جميع أنواع الشوائب.

وقد اعتمد كاو لونغتيان (2012) وآخرون طريقة التلبد المركب لحل مشاكل معدل التفاعل البطيء، والندف الخفيفة، وصعوبة الغرق في عملية معالجة المياه في شمال شرق الصين بسبب انخفاض درجة الحرارة في فصل الشتاء.

قام ليو هاو (2015) وآخرون بدراسة تأثير المعالجة للمواد المركبة المتكتلة على الترسيب الصعب وتقليل العكارة في مياه الصرف الصحي المنزلية، ووجدوا أن إضافة كمية معينة من مادة PAM المتكتلة مع إضافة PAM و PAC يمكن أن يعزز تأثير المعالجة النهائي.

1.2 مياه الصرف الناتجة عن الطباعة والصباغة ومياه الصرف الناتجة عن صناعة الورق

درس تشانغ لانهي وآخرون (2015) تأثير التنسيق بين الكيتوزان والمخثر في معالجة مياه الصرف الناتجة عن صناعة الورق، ووجدوا أنه من الأفضل إضافة الكيتوزان.

وقد زادت معدلات إزالة كل من الطلب الكيميائي للأكسجين والتعكر بنسبة 13.2٪ و 5.9٪ على التوالي.

قام شي لين (2010) بدراسة تأثير المعالجة المشتركة لمياه الصرف الناتجة عن صناعة الورق باستخدام PAC و PAM.

استخدم ليو تشي تشيانغ (2013) وآخرون مُرَكَّب PAC محلي الصنع ومُرسب PAC مع الموجات فوق الصوتية لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن الطباعة والصباغة. وخلصوا إلى أنه عندما كانت قيمة الرقم الهيدروجيني بين 11 و13، أُضيف مُرَكَّب PAC أولاً مع التحريك لمدة دقيقتين، ثم أُضيف مع التحريك لمدة 3 دقائق، وكانت فعالية المعالجة في أفضل حالاتها.

قام تشو داني (2016) وآخرون بدراسة تأثير معالجة PAC + PAM على مياه الصرف الصحي المنزلية، وقارنوا تأثير المعالجة للمسرع البيولوجي والمضاد البيولوجي، ووجدوا أن PAC + PAM كان أفضل من طريقة المعالجة البيولوجية في إزالة الزيت، ولكن PAC + PAM كان أفضل بكثير من طريقة المعالجة البيولوجية في سمية جودة المياه.

قام وانغ تشيتشي (2014) وآخرون بدراسة طريقة معالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن المرحلة المتوسطة من صناعة الورق باستخدام التخثير بمزيج من الكربون المنشط المسحوق (PAC) والبولي أكريلاميد (PAM). عندما كانت جرعة الكربون المنشط المسحوق 250 ملغم/لتر، وجرعة البولي أكريلاميد 0.7 ملغم/لتر، وقيمة الرقم الهيدروجيني قريبة من التعادل، بلغت نسبة إزالة الطلب الكيميائي للأكسجين 68%.

قام زو وييوان (2018) وآخرون بدراسة ومقارنة تأثير التلبد المختلط لـ Fe3O4 / PAC / PAM. وأظهرت الاختبارات أن نسبة المكونات الثلاثة 1:2:1 تحقق أفضل نتائج في معالجة مياه الصرف الناتجة عن الطباعة والصباغة.

قام LV sining وآخرون (2010) بدراسة تأثير معالجة مياه الصرف الصحي المتوسطة باستخدام مزيج من PAC وPAM. وأظهرت الدراسة أن تأثير التلبد المركب يكون في أفضل حالاته في بيئة حمضية (درجة حموضة 5). وكانت جرعة PAC 1200 ملغم/لتر، وجرعة PAM 120 ملغم/لتر، وبلغ معدل إزالة سمك القد أكثر من 60%.

1.3 مياه الصرف الكيميائي للفحم ومياه الصرف الناتجة عن التكرير

قام يانغ لي (2013) وآخرون بدراسة تأثير التخثر لـ PAC + PAM في معالجة مياه الصرف الصحي لصناعة الفحم، وقارنوا العكارة المتبقية بنسب مختلفة، وقدموا الجرعة المعدلة من PAM وفقًا للعكارة الأولية المختلفة.

قارنت فانغ شياولينغ (2014) وآخرون تأثير التخثير لمركب PAC + Chi ومركب PAC + PAM على مياه الصرف الصحي للمصافي. وخلصوا إلى أن مركب PAC + Chi يتمتع بتأثير تلبيد أفضل وكفاءة أعلى في إزالة الطلب الكيميائي للأكسجين (COD). وأظهرت النتائج التجريبية أن وقت التحريك الأمثل هو 10 دقائق، وأن قيمة الرقم الهيدروجيني الأمثل هي 7.

قام دينغ لي (2017) وآخرون بدراسة تأثير التلبد لـ PAC + PAM على مياه الصرف الناتجة عن سائل الحفر، ووصل معدل إزالة COD إلى أكثر من 80٪.

قام وو جين هوا وآخرون (2017) بدراسة معالجة مياه الصرف الكيميائي الناتجة عن الفحم باستخدام التخثير. بلغ تركيز PAC 2 غ/لتر وتركيز PAM 1 ملغ/لتر. أظهرت التجربة أن أفضل قيمة للأس الهيدروجيني هي 8.

قام غو جينلينغ (2009) وآخرون بدراسة تأثير معالجة المياه بالتلبد المركب واعتبروا أن تأثير الإزالة كان الأفضل عندما كانت جرعة PAC 24 ملغم / لتر و PAM 0.3 ملغم / لتر.

قام لين لو وآخرون (2015) بدراسة تأثير التلبيد لمزيج من PAC وPAM على مياه الصرف الصحي المحتوية على الزيت المستحلب في ظل ظروف مختلفة، وقارنوا تأثير كل مُلبِّد على حدة. وكانت الجرعة النهائية: 30 ملغم/لتر من PAC، و6 ملغم/لتر من PAM، ودرجة حرارة محيطة 40 درجة مئوية، ودرجة حموضة متعادلة، وزمن ترسيب يزيد عن 30 دقيقة. وفي ظل الظروف المثلى، بلغت كفاءة إزالة الطلب الكيميائي للأكسجين (COD) حوالي 85%.

2. الخاتمة والاقتراحات

يُستخدم مزيج كلوريد البولي ألومنيوم (PAC) والبولي أكريلاميد (PAM) على نطاق واسع في مختلف مجالات الحياة. ويتمتع هذا المزيج بإمكانيات كبيرة في مجال معالجة مياه الصرف الصحي والحمأة، ولا تزال قيمته الصناعية بحاجة إلى مزيد من البحث والاستكشاف.

تعتمد آلية دمج البولي أكريليك المنشط (PAC) والبولي أكريلاميد (PAM) بشكل أساسي على مرونة سلسلة جزيئات البولي أكريلاميد الكبيرة، حيث تتحد مع أيونات الألومنيوم (Al3+) في البولي أكريليك المنشط وذرات الأكسجين (-O) في البولي أكريلاميد لتكوين بنية شبكية أكثر استقرارًا. تستطيع هذه البنية الشبكية احتواء الشوائب الأخرى، مثل الجسيمات الصلبة وقطرات الزيت، بشكل مستقر، مما يمنحها فعالية معالجة ممتازة لمياه الصرف الصحي التي تحتوي على أنواع متعددة من الشوائب، وخاصةً في حالة وجود الزيت والماء معًا.

في الوقت نفسه، يعاني مزيج PAC وPAM من بعض العيوب. فمحتوى الماء في الندف المتكون مرتفع، وبنيته الداخلية المستقرة تتطلب معالجة ثانوية أكثر تعقيدًا. لذا، لا يزال تطوير PAC المدمج مع PAM يواجه صعوبات وتحديات.