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废水预处理中如何选择(阴离子、阳离子)聚丙烯酰胺

来源:润邦环保001 发布时间:2020-08-16 08:31:35 阅览: 次浏览

  

  废水预处理中如何选择(阴离子、阳离子)聚丙烯酰胺

  聚丙烯酰胺的合成及工艺物理特性:聚丙烯酰胺是由丙烯腈和水在骨架铜催化剂作用下直接反应生成,然后通过离子交换聚合干燥而成。该工艺简述如下:催化剂:催化水合CH2=CHCN+H2O湿度CH2=CHCONH2聚合nCH2=CHCONH2-引发剂-CH2CH 2

  聚丙烯酰胺的工业应用:聚丙烯酰胺(PAM)分子量高,水溶性好,分子量可调,并能引入各种离子基团获得特定的性能。低分子量是分散材料的有效添加剂或稳定剂,而高分子量是一种重要的絮凝剂,它能使亲水性和水不溶性凝胶化,并对许多基团的表面和溶解物质有良好的粘附性。由于上述性质,聚丙烯酰胺被广泛应用于絮凝、增稠、减阻、仿胶、粘附、阻垢等领域。

  根据不同的用途和用户对产品性能的要求,可以使用不同分子量的阴离子聚丙烯酰胺

  在工业废水的处理中,特别是含有悬浮颗粒、粗粒、高浓度、正电荷和中性酸碱度的废水,如钢铁厂废水、电镀厂废水、冶金废水、洗煤废水等,具有良好的处理效果。

  饮用水处理。我国许多自来水厂的水来自泥浆少、矿物质含量高的河流,水质混浊。虽然已经沉淀,但仍不能满足要求。需要添加絮凝剂来净化水质。许多水厂使用无机絮凝剂,但用量大,导致污泥增加效果差。阴离子聚丙烯酰胺用作絮凝剂,用量是无机絮凝剂的五分之一,但效果却是几倍到几十倍。特别是我公司生产的聚丙烯酰胺残留单体已达到食品级(小于0.05%),接近国外先进水平。它无毒,更适合处理饮用水。在有机污染严重的河水中,与阴离子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。

  聚丙烯酰胺用于回收淀粉厂和酒精厂损失的淀粉和酒糟。目前,许多淀粉厂排放的废水中淀粉含量很高,排放后影响环境,浪费资源。加入聚丙烯酰胺沉淀淀粉,沉淀物用压滤机压成饼用作饲料。大量的酒糟都是用这种方法加工的。某酒精厂采用聚丙烯酰胺作为絮凝剂,回收了酒糟,取得了巨大的经济效益。

  聚丙烯酰胺是油田调剖堵水的堵水剂和三次采油的驱油剂。

  聚丙烯酰胺用作造纸助剂,聚丙烯酰胺在造纸中应用广泛,可用作长纤维造纸的分散剂、干湿增强剂、助留剂、助滤剂和造纸废水的絮凝剂。

  水处理剂聚丙烯酰胺,在许多场合处理污水和水时,阴离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺的组合与单一离子聚丙烯酰胺相比具有非常显著的协同作用。在相同条件下,聚丙烯酰胺降低表面张力的能力远远大于阳离子或阴离子单独存在的能力。为了满足降低表面张力的要求,必须同时使用阴离子和阳离子聚丙烯酰胺。如果使用不当,会产生白色沉淀,失去使用效果。然而,聚丙烯酰胺具有两性离子的特性,能够在不沉淀的情况下完成阴离子和阳离子的配位和协同作用,特别是对于水质复杂或水质变化频繁的情况,使用聚丙烯酰胺作为絮凝剂更加方便有效。

  污水预处理所用污泥取自以钱塘江水为水源的沉淀池,水厂采用聚合氯化铝作为絮凝剂。污泥自然浓缩至含固量2.7% ~ 2.8%。经测定,污泥中有机质含量为12.1%,干物质含量为52.1%。含量为20.2%。聚丙烯酰胺有三种类型:阳离子型、阴离子型和非离子型。非离子型聚丙烯酰胺溶解缓慢,一般不用于污泥预处理,因此本实验只选择了两种有代表性的阳离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺。阳离子聚丙烯酰胺的分子量为1200万,丙烯酰胺单体的含量为0.012%。阴离子聚丙烯酰胺的分子量为1250万,丙烯酰胺单体的含量为0.013%。制备浓度为0.05%的两种聚丙烯酰胺,并在冰箱中冷藏24小时后使用。

  (1)聚丙烯酰胺预处理污泥取少量污泥,放入300毫升烧杯中,用六单元搅拌机以1130转/分的速度搅拌30秒钟,然后迅速加入定量制备的聚丙烯酰胺,继续以100转/分的速度搅拌30秒钟,然后将搅拌机转速降至20 ~ 30转/分,缓慢搅拌60秒钟以促进絮凝。分别测定了预处理污泥的比电阻、毛细管吸水时间、滤液粘度和离心机粘度。

  (2)试验方法,电阻率采用布氏漏斗试验。布氏漏斗直径为80毫米,滤纸为70毫米定量中速滤纸,试验真空度控制在0.01兆帕。重复实验3次取平均值。

  (3)为了降低比电阻,提高污泥脱水效果,通常需要在污泥脱水前对污泥进行预处理。污泥的预处理方法包括冻融预处理、热处理、酸处理、碱处理、石灰预处理和高分子絮凝剂预处理,其中聚丙烯酰胺预处理是国内外应用最广泛的预处理方法。

  (4)聚丙烯酰胺絮凝剂的预处理一般占污泥处理总成本的很高比例,因此聚丙烯酰胺的优化筛选和最佳投加量的合理确定对降低污泥预处理成本至关重要。筛选聚丙烯酰胺的实验方法已研究多年,包括比电阻、CST值、污泥流变性、分离液粘度、流动电流等。

  (5)实验研究表明,加入阳离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺后,污泥的比电阻降低了近两个数量级,显著提高了污泥的脱水性能。阴离子聚丙烯酰胺的最佳投加量为0.3公斤/吨干污泥,阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的最佳投加量为1.5公斤/吨污泥。可以看出,阴离子型聚丙烯酰胺的投加量远小于阳离子型聚丙烯酰胺,价格约为阳离子型聚丙烯酰胺的1/2,因此阴离子型聚丙烯酰胺可以作为水厂污泥预处理的首选。

  (6)根据CST值的变化确定的聚丙烯酰胺最佳投加量与通过测量比电阻得到的投加量一致。CST值与比电阻呈线性相关。比电阻越大,CST值越大。因此,CST值可以用来近似替代污泥的比电阻,以反映污泥的脱水性能。与比电阻相比,cST值测量快速简单,不仅适用于实验室研究,还可用于生产现场快速了解污泥脱水性能的变化,以便操作人员及时调整PAM投加量,节约试剂成本。

  (7)无论是阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂还是阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂,随着投加量的增加,滤液和离心机的粘度与比电阻和CST值的变化规律相似,呈现明显的最小值,最小值对应的投加量与污泥比电阻和CST值试验得到的最佳投加量基本一致。该方法快速、简便地确定了聚丙烯酰胺的最佳投加量,可作为生产中PAint最佳投加量在线控制的参数,但其在生产中的应用尚需进一步的实验研究。

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