Aliejų nuotekų yra vienas iš sudėtingiausių aplinkosaugos klausimų naftos gavybos, perdirbimo, apdorojimo ir kitų pramonės sektorių. Skirtingai nuo laisvo aliejaus, kurį galima pašalinti paprastu gravitacijos atskyrimu, emulguotas aliejus egzistuoja kaip mikronų ar net nanometrų dydžio lašai, stabiliai išsiskirstyti vandeninėje fazėje. Šie lašai turi neigiamus paviršiaus krūvius ir sudaro tvirtą elektrinį dvigubą sluoksnį, todėl jie yra atspari įprastiems fiziniams gydymams. Situacija tampa dar sudėtingesnė trečiosios naftos gavimo atveju, kai dideli anioninio poliakrilamido (HPAM) kiekiai įpurškiami kaip potvynių agentas ir lieka pagamintame vandenyje. Tai ne tik žymiai padidina vandens klampumą, bet ir toliau stabilizuoja aliejaus ir vandens emulsiją, padidinant atskyrimo sunkumą.

Susidėjęs su šiuo iššūkiu, poliakrilamidas (PAM) tapo nepaprastu pagrindiniu aliejinių nuotekų valymo agentu dėl savo unikalių fizinių ir cheminių savybių.

1. Veiksmo mechanizmas: naftos ir vandens sistemos destabilizavimas molekuliniu lygmeniu

PAM naftos ir vandens atskyrimo funkcija remiasi daugelio mechanizmų sinerginiu veikimu.

Pirmiausia – neutralizacija. Emulguoti aliejaus lašai aliejiniame nuotekų vandenyje paprastai turi neigiamus krūvius. Kationinis poliakrilamidas (CPAM), turintis teigiamus krūvius, veiksmingai neutralizuoja neigiamus krūvius lašelių paviršiuose, suspaudžia elektrinį dvigubą sluoksnį ir destabilizuoja emulsiją, leidžiant lašeliams susijungti. Molekulinės dinamikos modeliai parodė, kad CPAM žymiai geriau adsorbuojasi aliejaus lašais nei anioninė ar nejoninė PAM.

Antrasis – adsorpcijos tiltas. PAM ilgos molekulinės grandinės veikia kaip "lynos", kurios vienu metu gali adsorbuoti kelis aliejaus lašus ir suspenduotas daleles, sujungiant juos kartu per tilto poveikį, kad suformuotų didesnius pulkus. Tyrimai rodo, kad kai PAM molekulinė svoris ir dozė išlieka optimaliame diapazone, flokuliacijos poveikis gerokai viršija neigiamą padidėjusio klampumo poveikį.

Trečia – hidrofobinė sąveika. Modifikuotos PAM turinčios hidrofobinės grupės gali stipriai sąveikauti su aliejaus molekulėmis per hidrofobines jėgas, dar labiau sustiprinant adsorbciją į aliejaus lašus. Naujausia hidrofobiniu būdu modifikuoto nano-kationinio poliakrilamido pažanga parodė perspektyvius rezultatus, padidinant flokų hidraulinį skersmenį nuo maždaug 7 μm iki 16–25 μm, o flokuliavimo efektyvumas žymiai pagerėjo.

2. Tikslis produkto pasirinkimas: PAM tipo atitikimas nuotekų charakteristikoms

Aliejų nuotekų kokybė labai skiriasi, todėl PAM pasirinkimas turi būti atitinkamai pritaikytas.

Kationinis PAM (CPAM): tinka nuotekoms, kuriose yra didelis aliejaus kiekis, didelė organinė apkrova ir rūgštinis iki neutralus pH. Be demulgacijos, jis veiksmingai adsorbuoja organines priemaišas ir padeda vėliau nuvanderinti dumblą. Aukšto kationinio laipsnio produktai (35% -50%) yra specialiai sukurti sunkiai apdorojamiems pramoniniams nuotekams, kuriuose yra daug aliejaus, didelių organinių medžiagų ir gausu smulkių suspenduotų koloidų.

Anioninis PAM (APAM): taikomas nuotekoms, kuriose yra didesnis neorganinių suspenduotų kietųjų medžiagų kiekis ir šarminis pH, didinant floko tankį ir nusėdimo efektyvumą.

Nejoninis PAM (NPAM): dažnai naudojamas sistemose su sudėtingomis vandens sudėtimis ir dideliais pH svyravimais.

Giliai emulguotojo pagaminto vandens ir perdirbimo gamyklų nuotekų atveju derinama dozavimo schema, kurioje naudojamas tiek kationinis, tiek anioninis PAM, dažnai duoda aukštesnių rezultatų.

3. PAC + PAM sinergija: klasikinis derinys, kuris daugina našumą

Polialiuminio chlorido (PAC) ir PAM derinys yra vienas iš klasikinių reagentų derinių aliejinių nuotekų valymui. PAC pirmiausia veikia kaip neorganinis krešmilas, suspaudžiantis elektrinį dvigubą sluoksnį ir neutralizuojantis krūvius, sukeliančius pradinį koloidinių dalelių ir aliejaus lašų destabilizavimą. Vėliau PAM pridedamas kaip organinis flokuliantas, kad destabilizuotos smulkiosios dalelės ir aliejaus lašai taptų didelėmis, išsidėstinėmis flokose.

Tyrimai parodė, kad, valydami smulkiai emulguotus didelės koncentracijos aliejinius nuotekus (vidutinis aliejaus lašelių dydis ~ 440 nm, COD iki 9600 mg/L), greitai maišydami 150 mg/L PAC, o vėliau 3 mg/L PAM lėtai maišydami, yra pasiektas 84,5% aliejaus, 57% COD ir 96,1% neaiškumo pašalinimo greitis. Ištirpus oro flotacijos procesuose taip pat buvo įrodyta labai veiksminga 45 mg/L PAC ir 2 mg/L PAM derinys. Geriausias sinerginis efektyvumas stebimas pH diapazone nuo 6 iki 8.

4. Pramonės ribos: nuo tradicinės flokuliacijos iki funkcinės modifikacijos

Moksliniai tyrimai dėl poliakrilamido aliejinių nuotekų valymo toliau tęsiasi. Nanocelulozės modifikuotos kationinės poliakrilamido emulsijos parodė puikią veiklą jūros naftos laukuose pagamintuose vandenyse, pasiekdamos 96,8% naftos pašalinimo greitį tik 4 mg/L dozėje. Hidrofobiniai nanosilicio dioksidu modifikuoti CPAM kompozitai gali pasiekti maždaug 99% flokuliavimo efektyvumą optimaliomis santykiais. Be to, kartu naudojant natūralų taniną ir kationinį PAM buvo pasiektas daugiau nei 90% aliejaus pašalinimas druskos vandenyje, o floko formavimo laikas buvo mažesnis nei 20 sekundžių.

5. Henan Secco: Profesionalus flokuliantų sprendimų tiekėjas

Henan Secco Environmental Technology Co., Ltd., įsikūrusi Gongyi miesto, Henano provincijos, nacionalinėje vandens valymo agentų pramonės klasterio zonoje, yra viena iš ankstyviausių įmonių, užsiimančių vandens valymo flokuliantų plėtra, gamyba ir pardavimu. Įmonė, turinti 10 mln. RMB registruotą kapitalą, specializuojasi gaminant visą poliakrilamido (kationinio, anioninio, nejoninio) asortimentą, taip pat polialiuminio chloridą, polialiuminio geležies chloridą, poligeležies sulfatą ir kitas vandens valymo chemines medžiagas.

Įmonės produktai plačiai naudojami savivaldybių nuotekų valymui ir tokiose pramonės šakose kaip popieriaus gamyba, metalurgija, mineralų perdirbimas, naftos laukai, chemijos medžiagos, tekstilės spausdinimas ir dažymas, farmacija, oda ir maistas, aptarnaujant klientus daugiau nei 20 Kinijos provincijų ir savivaldybių. "Henan Secco" ne tik tiekia aukštos kokybės flokuliuojančius produktus, bet ir teikia išsamius flokuliavimo sprendimus, pritaikytus skirtingiems taikymo scenarijams.

Aliejų ir vandens atskyrimas aliejinių nuotekų valymui yra techniškai sudėtinga ir labai specializuota inžinerinė užduotis. Norint užtikrinti gydymo veiksmingumą, svarbu pasirinkti tinkamą flokuliantų tipą, optimizuoti dozavimo procesą ir tiksliai atitikti reagentą. Henan Secco Environmental Technology Co., Ltd. išlieka įsipareigojusi siūlyti profesionalius flokuliantų produktus ir technines paslaugas, padedant pramoniniams klientams įveikti aliejinių nuotekų valymo iššūkius ir pasiekti žalią, tvarią plėtrą.