徐達龍 1,2、張忠志 2、ジャン・ハオ 1、馬志剛 1
（1. 北京国能中電省エネ環境保護技術有限公司、北京市100022；2. 中国石油大学（北京）、北京市102249）
要約：廃水・廃棄物残渣処理の分野において、PACとPAMは一般的な凝集剤や凝結助剤として広く利用されている。本稿では、様々な分野におけるPac-Pamの応用効果と研究状況を紹介し、様々な研究者によるPac-Pamの併用に関する認識と見解を簡潔に説明し、様々な実験条件と現場条件下でのPac-Pamの適用要件と原理を総合的に分析する。レビューの内容と分析結果に基づき、本稿では、様々な作業条件に適用されるPac-Pamの内部原理を指摘するとともに、PACとPAMの併用にも欠陥があり、具体的な状況に応じて適用方法と投与量を決定する必要があることを指摘する。
キーワード: ポリ塩化アルミニウム、ポリアクリルアミド、水処理、凝集
0 はじめに
工業分野では、廃水や類似の廃棄物の処理にポリ塩化アルミニウム（PAC）とポリアクリルアミド（PAM）を組み合わせて使用する技術チェーンが成熟しているが、その共同作用メカニズムは明確ではなく、各分野の異なる作業条件に対する投与比率も異なっている。
本稿は、国内外の多数の関連文献を総合的に分析し、PACとPACの結合メカニズムをまとめ、さまざまな業界でのPACとPAMの実際の効果と組み合わせて、さまざまな実証的結論に関する包括的な統計を作成し、関連分野のさらなる研究に指導的な意義を持っています。
1. pac-pamの国内応用研究例
PAC と PAM の架橋効果はあらゆる分野で活用されていますが、作業条件や処理環境によって、投与量やサポート処理方法が異なります。
1.1 家庭下水と都市下水汚泥
Zhao Yueyang (2013) らは、室内試験法を用いて、PACおよびPAFCに対する凝集助剤としてのPAMの凝集効果を試験した。実験の結果、PAMによる凝集後、PACの凝集効果が大幅に向上することが明らかになった。
王慕同（2010）らは、ある町の生活排水に対するPAC+PAの処理効果を研究し、直交実験を通じてCOD除去効率などの指標を研究した。
Lin yingzi（2014）らは、水処理場における藻類に対するPACとPAMの凝集効果の向上を研究しました。Yang Hongmei（2017）らは、キムチ廃水に対する併用処理効果を研究し、最適pH値は6であると結論付けました。
傅培謙（2008）らは、複合凝集剤を再利用水に適用した場合の効果を研究した。水サンプル中の濁度、TP、COD、リン酸塩などの不純物の除去効果を測定したところ、複合凝集剤はあらゆる種類の不純物に対して優れた除去効果を示すことがわかった。
曹龍田（2012）らは、冬季の気温が低いために中国北東部の水処理プロセスで生じる、反応速度が遅い、フロックが軽い、沈みにくいという問題を解決するために、複合凝集法を採用した。
Liu Hao (2015)らは、生活排水中の難沈殿および濁度低減懸濁液に対する複合凝集剤の処理効果を研究し、PAMとPACを添加する際に一定量のPAM凝集剤を添加すると、最終的な処理効果を促進できることを発見しました。
1.2 印刷・染色廃水および製紙廃水
張蘭河（2015）らは、製紙廃水処理におけるキトサン（CTS）と凝集剤の協調効果を研究し、キトサンを添加する方が効果的であることを発見した。
CODと濁度の除去率はそれぞれ13.2%と5.9%増加しました。
Xie Lin (2010) は、製紙廃水に対する PAC と PAM の併用処理の効果を研究しました。
劉志強（2013）らは、自作のPACとPAC複合凝集剤を超音波処理と組み合わせ、捺染・染色廃水の処理に成功した。pH値が11～13の場合、まずPACを添加して2分間撹拌し、その後PACを添加して3分間撹拌すると、処理効果が最も高かったと結論付けた。
周丹尼（2016）らは、生活排水に対するPAC + PAMの処理効果を研究し、生物学的促進剤と生物学的解毒剤の処理効果を比較したところ、油の除去効果ではPAC + PAMが生物学的処理法よりも優れているが、水質毒性ではPAC + PAMが生物学的処理法よりもはるかに優れていることがわかった。
王志志（2014）らは、製紙中間段階の廃水処理において、PAC＋PAM凝集法を一部に用いる処理方法を検討した。PACの添加量250mg/L、PAMの添加量0.7mg/L、pH値がほぼ中性の場合、COD除去率は68%に達した。
左衛源（2018）らは、Fe3O4 / PAC / PAMの混合凝集効果を研究・比較しました。その結果、3つの比率が1:2:1のときに、捺染・染色廃水の処理効果が最も良好であることが示されました。
LV sining（2010）らは、PACとPAMの併用による中期廃水の処理効果を研究した。研究によると、複合凝集効果は酸性環境（pH 5）で最も良好であった。PACの添加量は1200 mg/L、PAMの添加量は120 mg/Lで、COD除去率は60%以上であった。
1.3 石炭化学廃水および精製廃水
Yang Lei (2013) らは、石炭産業廃水処理における PAC + PAM の凝集効果を研究し、異なる比率での残留濁度を比較し、異なる初期濁度に応じて PAM の調整投与量を示しました。
方暁玲（2014）らは、製油所廃水におけるPAC + ChiとPAC + PAMの凝集効果を比較した。彼らは、PAC + Chiの方が凝集効果が高く、COD除去効率も高いと結論付けた。実験結果から、最適な撹拌時間は10分、最適なpH値は7であることが示された。
Deng Lei（2017）らは、掘削流体廃水に対するPAC + PAMの凝集効果を研究し、COD除去率は80％以上に達しました。
Wu Jinhua（2017）らは、石炭化学廃水の凝集処理について研究しました。PACは2 g / L、PAMは1 mg / Lです。実験では、最適なpH値は8であることが示されました。
Guo Jinling（2009）らは複合凝集の水処理効果を研究し、PACの投与量が24 mg / L、PAMが0.3 mg / Lのときに除去効果が最も高くなると推察した。
Lin Lu (2015) らは、異なる条件下での乳化油含有廃水に対するPAC-PAM併用凝集効果を研究し、単独凝集剤の効果と比較しました。最終添加量は、PAC 30 mg/L、PAM 6 mg/L、室温40℃、pH値中性、沈降時間30分以上です。最も好ましい条件下では、COD除去効率は約85%に達します。
2 結論と提案
ポリ塩化アルミニウム（PAC）とポリアクリルアミド（PAM）の組み合わせは、あらゆる分野で広く利用されています。廃水・汚泥処理分野において大きな可能性を秘めており、その産業的価値をさらに探求する必要があります。
PACとPAMの結合メカニズムは、主にPAM高分子鎖の優れた延性に起因しており、PACのAl3+とPAMの-Oが結合することで、より安定したネットワーク構造を形成します。このネットワーク構造は、固体粒子や油滴などの他の不純物を安定的に包み込むため、多種類の不純物を含む廃水、特に油水共存下において優れた処理効果を発揮します。
同時に、PACとPAMの組み合わせにも欠点があります。形成される凝集物の水分含有量が高く、内部構造が安定しているため、二次処理の要件が高くなります。そのため、PACとPAMを組み合わせた技術のさらなる発展は、依然として困難と課題に直面しています。
投稿日時: 2021年10月9日