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废水处理中影响聚丙烯酰胺絮凝效果的因素

发布时间:2020-02-27 17:12:10     作者:波涛净水

在废水处理中影响聚丙烯酰胺絮凝效果的因素有以下几点:

1、聚丙烯酰胺絮凝剂本身的一些影响因素

1.1絮凝剂的类型。

絮凝剂类型对絮凝效果的关系很大,多数情况下往往是决定因素。因此,通过试验选择合适的絮凝剂非常重要。一般情况下,非离子型的聚丙烯酰胺类絮凝剂(以下简称PAM)适用的pH值范围为1-6;阴离子型的PAM适用的pH值范围为6-10;阳离子型的pH值范围为0-10,在处理废水中作用很大,特别适用于较难处理的一些悬浮体系。

1.2分子量。

根据桥联作用机理,PAM需要有足够长的弹性分子链才能在粒子间架桥,絮凝效果应随链增长(即分子量增加)而递增,所以用于加速沉降的PAM分子量宜大些。

1.3水溶性。

PAM是一种线型高分子化合物,它们能溶于水。

2、聚丙烯酰胺的使用方式

2.1溶液配制与使用浓度。

PAM在使用之前一般都需配制成0.1%-0.5%的稀释溶液备用,配制好的溶液不宜久存,也不应放在铁制器皿中,0.1%-0.5%的稀释溶液在使用之前还需要进一步稀释成0.01%-0.05%的较稀溶液,这将有利于絮凝剂在悬浮体系中的分散,可以降低用量和提高絮凝效果。

2.2添加方式。

加药点的选择也很重要。由于PAM主要靠酰胺基(通过氢键)与粒子吸附,其作用相当迅速,絮团一旦遭遇强烈的机械搅拌(或泵)会立即被搅碎,从而影响絮凝效果。所以,在选择加药点时,一定要避开强烈的机械搅拌(或泵)。

2.3用量。

在低用量时,絮凝效果总是随用量增加而递增。对给定体系,我们需要通过小试来寻找合适的用量。一般地说,用于加速沉降的PAM用量为0.1-10mg/L,过大的用量不仅造成经济损失,而且在技术上也不允许。

3、介质的一些影响因素

3.1pH值。

pH值对絮凝效果有着较大的影响。这是因为:

(1)它能改变固体表面电性和双电层的厚度组成,从而影响PAM在固体物上的吸附。

(2)它能改变絮凝剂的形状,卷曲或刚性伸展的分子链,其絮凝效果不如柔性伸展的分子链。非离子型的PAM在酸性和中性介质中,其絮凝效果较好;在碱性介质使用往往不如部分分解的PAM,这与分子形状有关。线性PAM在水中呈卷曲状,这是由于羰基上的氧与另一链节酰胺基上的氢形成内氢键的缘故,这种情况在碱性介质中尤为明显。PAM部分水解,随着-COO-的引入,破坏了内氢键,加上同性电荷相斥,使卷曲的分子链舒展。因此,其絮凝效果得以改善。

3.2固液比。

废水中悬浮物的含量会直接影响到絮凝剂的用量和絮凝效果。过大的固含量,由于絮团的自由沉降受阻;过小的固含量,由于粒子的碰撞机会减少,影响絮团的形成。这些都会影响絮凝效果,均应尽量避免。对于悬浮物含量极少的废水,可考虑底流返回或外加易沉固体粒子来增加固液比;或添加无机盐,以增加絮凝效果。

3.3介质的温度。

温度对絮凝效果的影响较为复杂。温度升高,液体的粘度和比重下降,对絮团的沉降有利。但在温度较高时,会影响PAM在颗粒表面的吸附,热对流作用也会干扰颗粒的聚集与下沉,往往会影响净化率。

4、固体物的一些影响因素

4.1粒度与比重。

固体颗粒的粒度与比重对于絮凝效果的影响是一目了然的。从某种意义上讲,加入絮凝剂就是为了改变废水中悬浮物的“粒度”与“比重”,使其变粗变重,以达到加速固液分离之目的。废水中的细粒与胶体颗粒均很稳定,任其自然沉淀往往要几小时甚至数年,需要考虑使用PAM来加速沉降。

4.2固体物的化学组成与表面电性。

固体物的表面电性固然与介质的pH值,电解质含量有关,但主要受其本身的化学组成所支配,因为这是内因,悬浮体系中的粒子能否发生聚集或絮凝,与其氧化还原——电位有关,只有氧化还原—电位介于±20~30mv的胶体粒子才易于凝聚。所以,测定絮凝对象的氧化还原电位值,对于选择絮凝剂,治理废水很有帮助。

5、工业效果

通过对西钢工业废水的处理,采用聚丙烯酰胺为絮凝剂,进行了静态混凝试验研究,达到了满意的效果。

5.1投加聚丙烯酰胺试验。

本试验采用聚丙烯酰胺,加水配制为10%浓度,碱化比为20%。

试验结果:碱化比为20%的聚丙烯酰胺去除SS、COD、油试验结果见表1。

表1 投药量与SS、COD、油去除率试验结果

项目 去除率% 投药量mg/L 0.075 0.10 0.12 0.15 0.18
SS 99.10 99.18 99.43 99.52 99.70
COD 95.80 97.60 98.00 98.20 98.50
87.50 90.60 93.75 96.88 97.10

表2 0.1-0.2mg/L投药量时出水水质(mg/L)

项目 SS- COD 总硬度 总铁 总固体 总硬度 SO4 2- Cl-
原水 280-1374 379-6710 2.4-7.2 351-585 2.2-7.5 1530-2584 148-197 98-265 44-179
出水 3-69 12.2-40.3 0.2-1.0 349-353 0.7-0.9 726-1054 138-174 86-258 47-179

5.2结果分析。

(1)聚丙烯酰胺(碱化比20%)投药量为0.1~0.2mg/L。对SS、COD、油的去除率都很高,COD<40mg/L,去除率ηCOD>95%;SS<70mg/L,去除率ηSS>95%;C油<1mg/L,去除率η油>85%。

(2)对铁去除率很高C铁<1mg/L。

(3)生成絮体大,沉降快。

(4)出水呈淡乳白色,浊度低。

6、结论

聚丙烯酰胺絮凝剂用于水处理和废水处理效果良好,出水水质均能达到回用水质指标要求,水质浊度低且絮体大而密实,沉降速度快,它能大大加快悬浮粒子的沉降和过滤,提高净化效率,保证净水质量。

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