14年专注聚丙烯酰胺

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废水处理专注聚丙烯酰胺APM的试验选型方法

水厂的排泥水中含有较多的悬浮物,其中包括来自原水的胶体颗粒、泥沙、藻类、细菌、水处理过程中所加混凝剂形成的氢氧化物沉淀及其他添加物等,它们经处理后被显著浓缩,不少指标已是原来的几十甚至上百倍,铝盐混凝排泥水中的总固体含量在10001700mg/L之间。据测定,排泥水COD在4702500mg/L之间,同时净水处理工艺中使用的化学药剂也会对水源造成污染。为此需对排泥水进行沉降浓缩处理,对浓缩后的排泥水(污泥)进行脱水处理,以达到运输和处置的要求。聚丙烯酰胺(PAM)调质可改善排泥水的沉降性能和浓缩污泥的脱水性能,在微观方面,污泥比阻与污泥的平均颗粒粒径成反比关系,PAM调质可使污泥颗粒平均粒径变大,同时污泥颗粒粒径分布也发生变化。

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一、材料与方法

1.1试验材料
试验用排泥水取自某供水公司自来水厂排泥池,该水厂以聚合氯化铝(PAC)为水处理混凝剂。排泥水含固率为0.31%,CODCr为184mg/L,pH=6.8。阴离子聚丙烯酰胺分子量为3106,配制浓度为10%。

主要仪器:污泥比阻测定装置,激光散射粒度分布分析仪,电热恒温鼓风干烘箱,六联混凝试验搅拌机,浊度仪。

1.2试验方法

1.2.1污泥干重量的测定将烘干并冷却的蒸发皿称重(恒重量为A),取采集到的泥样倒入烧杯中,搅拌均匀后量取100mL至蒸发皿内,称重量为B,在水浴锅上蒸发近干,放入烘箱内(恒温105)烘2h,恒重,冷却并称量为C,得到一定量污泥的干重量为C-A。

1.2.2排泥水的调质及沉降试验在8个烧杯中各加入1000mL的排泥水样品,分别加入聚丙烯酰胺PAM为干污泥质量的0.07%、0.16%、0.32%、0.65%、0.98%,并与未加PAM的排泥水(空白排泥水)样品对比。然后将加入聚丙烯酰胺的排泥水在200r/min下搅拌30s,在50r/min下再搅拌1min,使聚丙烯酰胺与排泥水充分混合。

将1000mL调质过的排泥水倒入1000mL量筒中,前10min每隔2min记录一次沉降污泥的体
积,10min后每隔5min记录一次沉降污泥的体积,30min后每隔15min记录一次沉降污泥体积,连续记录1h。1h后测定上清液浊度、底层污泥比阻及污泥颗粒粒径。

1.2.3污泥的调质及脱水试验排泥水经沉降浓缩处理后称之为污泥,1000mL的空白排泥水或1000mL调质后排泥水经1h沉降浓缩后,底部污泥体积为沉降前排泥水体积的1/3。取9个1000mL烧杯,分别放入1000mL空白排泥水或PAM投加率不同的调质排泥水,静沉约1h,待底部污泥体积为排泥水体积的1/3后,排掉上部上清液,在其中的8个烧杯依次加入聚丙烯酰胺(PAM投加率分别为0.07%、0.10%、0.161%、0.23%、0.32%、0.65%、0.98%、1.29%),并与剩余1个烧杯中的空白污泥样品或调质排泥水沉降污泥样品(由调质排泥水静沉1h得到)对比。然后将加入聚丙烯酰胺的污泥在200r/min下搅拌30s,在50r/min下再搅拌1min,使聚丙烯酰胺与污泥充分混合。

取100mL污泥倒入污泥比阻测定装置的布氏漏斗中,在0.05MPa真空度下过滤并记录不同过滤时间t的滤液体积V值,当滤液达到85mL时,记录所需的时间t,取下滤纸,并于105下烘干2h称重。

1.2.4污泥颗粒粒径的测定排泥水静沉1h后,取底层污泥或调质后的底层污泥加入到激光散射粒度分布分析仪:将粒度分析仪转速调到最小值,以减小粒度仪转速对污泥粒径的影响。测定污泥平均粒径,得到污泥颗粒分布曲线。

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二、结论
2.1调质对排泥水沉降性能及上清液浊度的影响

排泥水在不同PAM投加率的沉降曲线如图1所示。由图1可知,空白排泥水需静沉45min后底部污泥体积才能达到排泥水体积的1/3,并且沉降压密点不明显。投加PAM后排泥水的沉降性能有很大提高,排泥水沉降压密点明显,且达到压密点时的沉降时间明显缩短,当PAM投加率为0.32%时,浓缩污泥体积达到排泥水体积1/3的静沉时间仅需8min。此时污泥的沉降性能已得到充分改善,继续增加PAM投加率,沉降性能改善效果已不明显。

PAM投加率对上清液浊度影响如图2所示。由图2可知,投加PAM可显著改善上清液独度,但随着PAM投加率的增加上清液浊度反而增大,当PAM投加率大于1.29%时,上清液浊度明显变大。分析其原因是PAM的长链结构使其具有良好的吸附架桥功能,长链结构使污泥颗粒凝聚,形成更大的颗粒凹,所以投加PAM可提高排泥水的沉降性能,改善上清液浊度;但当PAM投加率大于1.29%后,污泥表面会带上过量的同种电荷,从而增加了污泥颗粒间的静电斥力,使排泥水的沉降效果改善不明显,上清液浊度变大。在PAM投加率0.32%下可获得良好的沉降性能和上清液浊度,故实际生产中PAM投加率以0.32%为宜。


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