Procédé d'application du floculant (PAM) HENGFENG Floc dans la remédiation par lixiviation des sols contaminés par les métaux lourds

1. Prétraitement : Ajustement du pH et homogénéisation des eaux usées

Objectif

L'acide citrique est acide (pH ≈ 2-3), tandis que le polyacrylamide (PAM), en particulier les types non ioniques HENGFENG Floc ou anioniques HENGFENG Floc, présente des performances de floculation optimales dans des conditions neutres à faiblement alcalines. Parallèlement, l'ajustement du pH peut perturber une partie des complexes métaux lourds-acide citrique, libérant des ions métaux lourds libres (par exemple, Co²⁺) ou formant des micro-précipités d'hydroxyde/carbonate, créant ainsi des conditions favorables à la floculation ultérieure.

Opération

Ajouter de la chaux vive (CaO) ou de l'hydroxyde de sodium (NaOH) dans le réservoir de stockage du lixiviat pour ajuster le pH à 7,0-8,5, avec une surveillance en temps réel via un pH-mètre en ligne. Simultanément, démarrer l'agitateur à une vitesse de rotation de 150-200 tr/min pour homogénéiser les eaux usées, empêchant ainsi les fluctuations locales du pH d'affecter l'efficacité de la floculation.

2. Sélection et préparation de la dissolution du PAM

Base de sélection

Les eaux usées dans ce cas contiennent des colloïdes de sol chargés négativement (en raison de la charge négative à la surface des minéraux argileux du sol) et des complexes de métaux lourds (principalement chargés négativement ou neutres). Par conséquent, le PAM anionique (avec un poids moléculaire de 8 à 12 millions de Da) est préféré. Les groupes carboxyles (-COO⁻) sur ses chaînes moléculaires peuvent favoriser l'agglomération grâce à la "neutralisation des charges" (adsorption des charges négatives à la surface des colloïdes du sol) et à l'"effet de pontage" (liaison de multiples micro-particules). Comparé au PAM non ionique HENGFENG Floc, il a une efficacité de floculation plus élevée et son coût est inférieur à celui du PAM cationique HENGFENG Floc.

Préparation de la dissolution

Eau de dissolution : Utiliser de l'eau désionisée ou de l'eau du robinet clarifiée (pour éviter les précipitations causées par la réaction de Ca²⁺ et Mg²⁺ dans l'eau dure avec le PAM).

Contrôle de la concentration : Mélanger la poudre de PAM HENGFENG Floc avec de l'eau à un rapport massique de 0,1 % à 0,3 %, c'est-à-dire ajouter 1 à 3 g de PAM HENGFENG Floc à 1 L d'eau.

Méthode de dissolution : Ajouter d'abord de l'eau dans le réservoir d'agitation, puis saupoudrer lentement la poudre de PAM (pour éviter l'agglomération). Contrôler la vitesse d'agitation à 80-100 tr/min et le temps d'agitation à 30-60 minutes jusqu'à ce que la solution devienne transparente et visqueuse (sans particules visibles à l'œil nu). Si la dissolution est insuffisante, des particules de PAM non dissoutes formeront des "yeux de poisson" dans les eaux usées, ce qui réduira plutôt l'efficacité de la floculation.

3. Dosage et réaction du PAM (cuve de réaction de floculation)

Méthode de dosage

Adopter le "goutte-à-goutte par pompe doseuse" pour injecter lentement la solution de PAM préparée dans la cuve de réaction de floculation à une dose finale de 1 à 5 mg/L (c'est-à-dire 1 à 5 mg de composant PAM efficace par litre de lixiviat). L'orifice de dosage est installé en face de la turbine d'agitation pour assurer un mélange rapide avec les eaux usées.

Contrôle de la réaction (deux étapes)

Étape de mélange rapide : Contrôler la vitesse d'agitation à 200-300 tr/min pendant 1-2 minutes. Le but est d'obtenir un contact instantané et uniforme entre la solution de PAM et les eaux usées, permettant aux molécules de PAM de s'adsorber rapidement à la surface des particules colloïdales.

Étape de floculation lente : Réduire la vitesse de rotation à 50-80 tr/min et la maintenir pendant 10-15 minutes. Cette étape est essentielle pour le "pontage et l'agglomération". Une agitation lente peut éviter d'endommager les flocs en formation, permettant aux petites particules de s'agréger progressivement en gros flocs (visibles "fleurs d'alun") avec une taille de particule de ≥ 100 μm. Parallèlement, les flocs peuvent adsorber les complexes de cobalt ou le Co²⁺ libre dans les eaux usées.

4. Séparation solide-liquide (décanteur / clarificateur)

Sélection du procédé

En raison de la forte densité des flocs (contenant des précipités de métaux lourds), des décanteurs à écoulement vertical ou des décanteurs à tubes inclinés sont adoptés, car ils occupent moins de surface et ont une efficacité de séparation plus élevée.

Paramètres de fonctionnement

Contrôler le temps de rétention hydraulique (TRH) du décanteur à 1-2 heures et la vitesse d'écoulement ascendant à 1,5-2,5 mm/s. Cela garantit que les flocs ont suffisamment de temps pour se déposer au fond du réservoir, formant des "boues" (contenant des précipités de métaux lourds, des colloïdes de sol et des flocs de PAM), tandis que la couche supérieure devient un liquide clarifié.

Fonction clé

Grâce à cette étape, le taux d'élimination des matières en suspension (MES) dans les eaux usées peut atteindre plus de 90 %. En même temps, les métaux lourds tels que le cobalt se déposent avec les flocs, réduisant considérablement la concentration de métaux lourds dans le liquide clarifié et jetant les bases d'un rejet ultérieur conforme aux normes ou d'un traitement avancé.

5. Traitement ultérieur : Élimination des boues et du liquide clarifié

Traitement des boues

Les boues contenant des métaux lourds au fond du décanteur (avec une teneur en humidité d'environ 80 % à 90 %) sont transportées vers un filtre-presse à plaques et cadres via une pompe à boues pour la déshydratation, formant des gâteaux de boues avec une teneur en humidité de ≤ 60 %. Ces gâteaux de boues doivent être gérés comme des déchets dangereux et envoyés à des institutions qualifiées pour un traitement de solidification/stabilisation ou une récupération du cobalt (par exemple, par fusion pyrométallurgique ou lixiviation hydrométallurgique).

Traitement du liquide clarifié

Le liquide clarifié supérieur doit être testé pour le pH, la demande chimique en oxygène (DCO, causée par l'acide citrique résiduel) et les concentrations de métaux lourds (par exemple, Co, As, Cu). S'il répond aux normes (par exemple, concentration en cobalt < 0,01 mg/L, conformément aux normes de qualité environnementale pour les eaux de surface (GB 3838-2002)), il peut être rejeté directement. S'il ne répond pas aux normes, un traitement avancé supplémentaire utilisant des résines échangeuses d'ions ou une technologie de séparation membranaire est nécessaire pour assurer l'élimination complète des polluants.