在廢水處理中影響聚丙烯酰胺絮凝效果的因素有以下幾點(diǎn):
1、聚丙烯酰胺絮凝劑本身的一些影響因素
1.1 絮凝劑的類型。
絮凝劑類型對(duì)絮凝效果的關(guān)系很大,多數(shù)情況下往往是決定因素。因此,通過(guò)試驗(yàn)選擇合適的絮凝劑非常重要。一般情況下,非離子型的聚丙烯酰胺類絮凝劑(以下簡(jiǎn)稱PAM)適用的pH值范圍為1-6;陰離子型的PAM適用的pH值范圍為6-10;陽(yáng)離子型的pH值范圍為0-10,在處理廢水中作用很大,特別適用于較難處理的一些懸浮體系。
1.2 分子量。
根據(jù)橋聯(lián)作用機(jī)理,PAM需要有足夠長(zhǎng)的彈性分子鏈才能在粒子間架橋,絮凝效果應(yīng)隨鏈增長(zhǎng)(即分子量增加)而遞增,所以用于加速沉降的PAM分子量宜大些。
1.3 水溶性。
PAM是一種線型高分子化合物,它們能溶于水。
2、聚丙烯酰胺的使用方式
2.1 溶液配制與使用濃度。
PAM在使用之前一般都需配制成0.1%-0.5%的稀釋溶液備用,配制好的溶液不宜久存,也不應(yīng)放在鐵制器皿中,0.1%-0.5%的稀釋溶液在使用之前還需要進(jìn)一步稀釋成0.01%-0.05%的較稀溶液,這將有利于絮凝劑在懸浮體系中的分散,可以降低用量和提高絮凝效果。
2.2 添加方式。
加藥點(diǎn)的選擇也很重要。由于PAM主要靠酰胺基(通過(guò)氫鍵)與粒子吸附,其作用相當(dāng)迅速,絮團(tuán)一旦遭遇強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌(或泵)會(huì)立即被攪碎,從而影響絮凝效果。所以,在選擇加藥點(diǎn)時(shí),一定要避開(kāi)強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌(或泵)。
2.3 用量。
在低用量時(shí),絮凝效果總是隨用量增加而遞增。對(duì)給定體系,我們需要通過(guò)小試來(lái)尋找合適的用量。一般地說(shuō),用于加速沉降的PAM用量為0.1-10mg/L,過(guò)大的用量不僅造成經(jīng)濟(jì)損失,而且在技術(shù)上也不允許。
3、介質(zhì)的一些影響因素
3.1 pH值。
pH值對(duì)絮凝效果有著較大的影響。這是因?yàn)椋?/p>
(1)它能改變固體表面電性和雙電層的厚度組成,從而影響PAM在固體物上的吸附。
(2)它能改變絮凝劑的形狀,卷曲或剛性伸展的分子鏈,其絮凝效果不如柔性伸展的分子鏈。非離子型的PAM在酸性和中性介質(zhì)中,其絮凝效果較好;在堿性介質(zhì)使用往往不如部分分解的PAM,這與分子形狀有關(guān)。線性PAM在水中呈卷曲狀,這是由于羰基上的氧與另一鏈節(jié)酰胺基上的氫形成內(nèi)氫鍵的緣故,這種情況在堿性介質(zhì)中尤為明顯。PAM部分水解,隨著-COO-的引入,破壞了內(nèi)氫鍵,加上同性電荷相斥,使卷曲的分子鏈?zhǔn)嬲埂R虼?,其絮凝效果得以改善?/p>
3.2 固液比。
廢水中懸浮物的含量會(huì)直接影響到絮凝劑的用量和絮凝效果。過(guò)大的固含量,由于絮團(tuán)的自由沉降受阻;過(guò)小的固含量,由于粒子的碰撞機(jī)會(huì)減少,影響絮團(tuán)的形成。這些都會(huì)影響絮凝效果,均應(yīng)盡量避免。對(duì)于懸浮物含量較少的廢水,可考慮底流返回或外加易沉固體粒子來(lái)增加固液比;或添加無(wú)機(jī)鹽,以增加絮凝效果。
3.3 介質(zhì)的溫度。
溫度對(duì)絮凝效果的影響較為復(fù)雜。溫度升高,液體的粘度和比重下降,對(duì)絮團(tuán)的沉降有利。但在溫度較高時(shí),會(huì)影響PAM在顆粒表面的吸附,熱對(duì)流作用也會(huì)干擾顆粒的聚集與下沉,往往會(huì)影響凈化率。
4、固體物的一些影響因素
4.1 粒度與比重。
固體顆粒的粒度與比重對(duì)于絮凝效果的影響是一目了然的。從某種意義上講,加入絮凝劑就是為了改變廢水中懸浮物的“粒度”與“比重”,使其變粗變重,以達(dá)到加速固液分離之目的。廢水中的細(xì)粒與膠體顆粒均很穩(wěn)定,任其自然沉淀往往要幾小時(shí)甚至數(shù)年,需要考慮使用PAM來(lái)加速沉降。
4.2 固體物的化學(xué)組成與表面電性。
固體物的表面電性固然與介質(zhì)的pH值,電解質(zhì)含量有關(guān),但主要受其本身的化學(xué)組成所支配,因?yàn)檫@是內(nèi)因,懸浮體系中的粒子能否發(fā)生聚集或絮凝,與其氧化還原——電位有關(guān),只有氧化還原—電位介于±20~30mv的膠體粒子才易于凝聚。所以,測(cè)定絮凝對(duì)象的氧化還原電位值,對(duì)于選擇絮凝劑,治理廢水很有幫助。
5、工業(yè)效果
通過(guò)對(duì)西鋼工業(yè)廢水的處理,采用聚丙烯酰胺為絮凝劑,進(jìn)行了靜態(tài)混凝試驗(yàn)研究,達(dá)到了滿意的效果。
5.1 投加聚丙烯酰胺試驗(yàn)。
本試驗(yàn)采用聚丙烯酰胺,加水配制為10%濃度,堿化比為20%。
試驗(yàn)結(jié)果:堿化比為20%的聚丙烯酰胺去除SS、COD、油試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 投藥量與SS、COD、油去除率試驗(yàn)結(jié)果
項(xiàng)目 | 去除率% | 投藥量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 | ||
油 | 87.50 | 90.60 | 93.75 | 96.88 | 97.10 |
表2 0.1-0.2mg/L投藥量時(shí)出水水質(zhì)(mg/L)
項(xiàng)目 | SS- | COD | 油 | 總硬度 | 總鐵 | 總固體 | 總硬度 | 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 結(jié)果分析。
(1)聚丙烯酰胺(堿化比20%)投藥量為0.1~0.2mg/L。對(duì)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)對(duì)鐵去除率很高C鐵<1mg/L。
(3)生成絮體大,沉降快。
(4)出水呈淡乳白色,濁度低。
6、結(jié)論
聚丙烯酰胺絮凝劑用于水處理和廢水處理效果良好,出水水質(zhì)均能達(dá)到回用水質(zhì)指標(biāo)要求,水質(zhì)濁度低且絮體大而密實(shí),沉降速度快,它能大大加快懸浮粒子的沉降和過(guò)濾,提高凈化效率,保證凈水質(zhì)量。