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聚丙烯酰胺(PAM)在强化絮凝沉淀中的应用

来源:环保网

强化絮凝沉淀是近年来国内外城市污水深度处理研究的热点,在污水处理的研究中历时已久,由于投加絮凝剂运行费用较高,所以一直阻碍其在实践中的发展。近年来,廉价、高效絮凝药剂的迅速涌现,使化学强化一级处理工艺的基建费用、运行费用都低于二级处理,且其总磷的去除率很高,在国外城市污水处理中已经开始应用。由于它适应我国国情,在国内也得到了普遍的重视,并且已经取得了一定的研究成果。

关键词:聚丙烯酰胺强化絮凝

1、强化絮凝反应原理

强化絮凝沉淀包括两个过程:混合过程和絮凝反应过程。

(1)混合过程

混合是反应第一关,也是非常重要的一关。在这个过程中应使混凝剂水解产物迅速地扩散到水中的每一个细部,使所有胶体颗粒几乎在同一瞬间脱稳并凝聚,这样才能得到好的絮凝效果。因为在混合过程中同时产生胶体颗粒脱稳与凝聚,可以把这个过程称为初级混凝过程。但这个过程的主要作用是混合,因此一般称为混合过程。

混合问题的实质是混凝剂水解产物在水中的扩散问题。使水中胶体颗粒同时脱稳产生凝聚,是取得好的絮凝效果的先决条件,也是节省投药量的关键。

(2)絮凝反应过程

絮凝反应是强化絮凝沉淀过程中最重要的工艺环节。其作用原理是,通过高分子絮凝剂——聚丙烯酰胺(PAM)来吸附污水中的悬浮粒子,使高分子链互缠交联,形成架桥,从而使絮凝结构增大变粗,最后形成沉淀。而在此过程中,PAM选择的正确与否关系到该工艺环节处理效果的好坏。

(3)无机药剂和有机高分子絮凝剂在强化絮凝沉淀中的复配使用

在强化絮凝沉淀中,为了降低药耗,节约成本,提高处理率,充分发挥不同絮凝剂间的协同作用,通过多次实验和在工程上的实际应用,无机絮凝剂与有机絮凝剂的复配使用能够达到较好的效果。

复配使用中,先加入带正电荷的无机絮凝剂,使污水中胶体脱稳,再加入带负电荷的阴离子型聚丙烯酰胺,使脱稳后的胶体颗粒通过架桥作用和网捕作用迅速长大。由于有机高分子容易机械降解,所以复配使用对水力条件要求较高。搅拌要均匀,速度要慢。

2、高分子絮凝剂——聚丙烯酰胺(PAM)

(1)PAM合成工艺

PAM主要原料为丙烯腈,它与水经一定比例混合,经水合、提纯、聚合、干燥等工艺可得到成品,合成工序如下:

(2)PAM的选择

通过多次实验和实际应用可以作出下列结论:

阴离子型PAM适用于浓度较高的带正电荷的无机悬浮物,以及悬浮粒子较粗(0.01-1mm),pH值为中性或碱性溶液。

阴离子型PAM适用于带负电荷、含有机物质的悬浮物。

非离子型PAM适用于有机、无机混合状态的悬浮物分离,溶液呈酸性或中性。

(3)影响PAM絮凝作用的主要因素

1)絮凝剂的用量:最佳的絮凝剂用量是絮凝剂全部被吸附在固相粒子表面上,且絮块的沉降速度达到最大值。最佳用量随着絮凝剂的离子性质、分子量、悬浮液的pH值而变化,可用试验方法确定。当絮凝剂超过最佳用量时,絮凝效果反而下降。

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