高分子水處理劑研究

時(shí)間：2022-10-05 23:25:10 化學(xué)畢業(yè)論文我要投稿

相關(guān)推薦

高分子水處理劑研究

　　高分子水處理劑研究【1】

高分子水處理劑研究

　　【摘要】水是生命之源，但社會的進(jìn)步，使人們對水資源的需求更大，水體污染也隨之加劇。

　　為了能夠?qū)崿F(xiàn)高效環(huán)保的污水處理目標(biāo)，本文對新型、環(huán)保、高效、且成本低廉的高分子水處理劑進(jìn)行簡要概述。

　　【關(guān)鍵詞】水體污染;高分子;水處理劑

　　一、高分子水處理絮凝劑

　　(一)絮凝劑的發(fā)展

　　絮凝劑發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了較為漫長的過程。

　　最早研究和制備的都是傳統(tǒng)的無機(jī)絮凝劑，主要是一些低價(jià)金屬鹽類，接著又陸續(xù)發(fā)展研究出了：無機(jī)高分子、有機(jī)高分子以及微生物絮凝劑。

　　1.無機(jī)絮凝劑

　　傳統(tǒng)的無機(jī)絮凝劑主要是鋁、鐵鹽類，如氯化鋁、氯化鐵、明礬等。

　　主要機(jī)理基本都是無機(jī)鹽或其水解過程的中間產(chǎn)物，在水中產(chǎn)生的陽離子與膠體粒子或者懸浮顆粒表面帶有的負(fù)電荷，在靜電吸附作用力下相結(jié)合，使這些帶負(fù)電荷的懸浮物沉淀而從水中分離。

　　但其分子量較低，用量大，絮凝效果較差。

　　無機(jī)高分子絮凝劑多為鐵、鋁類的聚合物，如聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵、聚合氯化硫酸鐵等。

　　但pH值及共存鹽類對其絮凝效果影響較大，絮凝劑性能不穩(wěn)定，儲存時(shí)間短，還有可能造成二次污染問題。

　　2.有機(jī)高分子絮凝劑

　　有機(jī)高分子絮凝劑與無機(jī)絮凝劑相比，其用量少、沉降快、受溫度、值和鹽類的影響小，發(fā)展前景廣闊。

　　合成有機(jī)高分子絮凝劑的原料主要為石化產(chǎn)品，最為廣泛的是聚丙稀酰胺及其衍生物、同系物的應(yīng)用。

　　聚丙稀酰胺類絮凝劑分子量高，在水中可通過架橋作用、電子吸附中和作用使懸浮粒子、有機(jī)物沉降出來。

　　但隨著資源危機(jī)的加劇，導(dǎo)致石油產(chǎn)品價(jià)格上漲，使人們難以接受丙稀酰胺絮凝劑的價(jià)格。

　　天然高分子絮凝劑主要有淀粉、木質(zhì)素及甲殼素及其衍生物等類絮凝劑等。

　　這類絮凝劑的成本低廉，產(chǎn)品可完全生物降解，環(huán)保無污染問題。

　　但其絮凝效果較差。

　　3.微生物絮凝劑

　　微生物絮凝劑，是生物技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它從微生物體內(nèi)或其分泌物中提取、純化得到的高分子聚合物，有較高的熱穩(wěn)定性且安全高效，并能自然降解。

　　但因其受易水質(zhì)的影響、產(chǎn)量小、成本高，目前還處于研究中，無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

　　從上述絮凝劑的發(fā)展歷史來看，經(jīng)過漫長的過程，無機(jī)絮凝劑慢慢由有機(jī)和微生物絮凝劑代替。

　　二、淀粉改性絮凝劑的研究

　　天然淀粉具有親水性，但是低溫時(shí)與水不溶，且加熱還會產(chǎn)生糊化、變稠及流動性差等缺陷，因此使用時(shí)有很大的局限性。

　　而聚丙稀酰胺在高分子絮凝劑中最具代表性，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，但其價(jià)格高，受溫度、酸堿度等條件的影響大。

　　因此研究以天然高分子經(jīng)化學(xué)改性而形成的天然改性高分子絮凝劑勢在必行。

　　淀粉接枝丙稀酰胺類絮凝劑彌補(bǔ)了性能上的不足，這種新型絮凝劑兼具天然、合成高分子的雙重性能，把淀粉親水的剛性鏈作為骨架，接枝柔性的聚丙煉酰胺支鏈，而形成剛?cè)岵?jì)的網(wǎng)狀大分子，具有比更強(qiáng)的捕獲能力。

　　其用量少、價(jià)格低、分子鏈寬、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、效果好，備受人們關(guān)注。

　　近年來，淀粉接枝聚丙稀酰胺絮凝劑的報(bào)道有很多，郭玲等人利用60Coγ射線預(yù)輻照法制備出了淀粉接枝共聚物，絮凝效果比國產(chǎn)聚丙稀酰胺要好，處理過的廢水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn);史俊杰將玉米淀粉與丙煉酰胺接枝，并用于生活污水和含油廢水的處理;李淑紅等將淀粉接枝丙稀酰胺絮凝劑處理高礦化度的油田廢水，且性能優(yōu)良，處理后水的獨(dú)度及都到達(dá)了排放標(biāo)準(zhǔn);黃公洛將淀粉接枝丙烯酰胺聚合物應(yīng)用于長江水的處理，與無機(jī)絮凝劑聚合氯化鋁對比，可以明顯看出淀粉接枝丙稀酰胺絮凝劑的效果更優(yōu)。

　　三、超分子水處理吸附劑

　　(一)超分子化學(xué)的研究進(jìn)展

　　超分子作用是具有分子識別能力的主客體分子間的相互作用，其分子間作用力包括：氫鍵、范德華力、靜電作用力、疏水親脂作用力、芳香堆積力、配位鍵作用力等。

　　所謂分子識別是指主體對客體選擇性地結(jié)合并產(chǎn)生特殊功能的過程，它是構(gòu)成超分子結(jié)構(gòu)、體系的基礎(chǔ)，是超分子化學(xué)研究的一個(gè)核心內(nèi)容。

　　但并不是任意兩個(gè)分子之間都能形成超分子體系，首要前提是需要一個(gè)特定空間環(huán)境，并能通過一定的形式進(jìn)行相互匹配。

　　其中的匹配包括主客體的結(jié)合、尺寸與形態(tài)的兼容、分子與電子的互補(bǔ)、剛?cè)嵝缘恼{(diào)節(jié)、主客體之間相互作用點(diǎn)和接觸面積的多少等等。

　　這些匹配使得超分子具有的高度的選擇識別能力，而自發(fā)形成有序結(jié)構(gòu)的這種過程就稱作超分子自組裝。

　　(二)靜電紡絲技術(shù)

　　靜電紡絲是現(xiàn)有的唯一可以連續(xù)制備納米纖維的技術(shù)，該技術(shù)在1934年間由Formhals提出，其原理是：在外加電場的作用下，在注射器內(nèi)的聚合物溶液或溶體克服自身的表面張力而形成噴射細(xì)流，最終溶劑蒸發(fā)或溶體冷卻得到纖維。

　　各種研究結(jié)果表明，靜電紡絲得到的纖維具有各項(xiàng)優(yōu)異性能，如比表面積大、硬度和強(qiáng)度都較高等，并且通過改變靜電紡絲的參數(shù)，我們可以得到不同特殊結(jié)構(gòu)的纖維，如多孔、中空、有序排列和三維結(jié)構(gòu)的纖維等。

　　(三)納米纖維在水處理中的應(yīng)用

　　納米纖維膜技術(shù)具有低操作成本、高效等特性。

　　廣泛地應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。

　　靜電紡絲制備的納米纖維具有直徑小、多孔、比表面積大等性能，是一種優(yōu)良的膜材料，在水處理中可用作檢測和過濾、吸附分離。

　　Haider Sajjad等人用靜電紡絲法制備了殼聚糖膜并測定了其在水溶液中對金屬的吸附性能，結(jié)果表明，殼聚糖膜在水中沒有喪失生物適應(yīng)性、活性和無毒性，并表現(xiàn)出了良好的抗腐燭及金屬吸附性能。

　　Kris J Senecel等人將帶有羧基的PVC，帶有氨基的聚胺和聚亞安酯混紡得到纖維膜，該膜因帶有特定的功能型官能團(tuán)，所以對特定的抗體或污染物有很高的靈敏度，在污染物檢測中很有應(yīng)用前景。

　　四、小結(jié)

　　水資源短缺是我國面臨的關(guān)系到國計(jì)民生的重大問題，對水體污染的治理顯得極為重要。

　　目前，污水處理主要有吸附法、化學(xué)中和沉淀法、電解法、離子交換法、電滲析等，但這些方法或者所需費(fèi)用昂貴，或者不能有效處理。

　　所以，尋找新型、環(huán)保、高效、且成本低廉的水處理材料將是以后的發(fā)展方向。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]劉鶴.纖維素納米晶體及其復(fù)合物的制備與應(yīng)用研究[D].中國林業(yè)科學(xué)研究院，2011.

　　[2]袁毅樺.基于殼聚糖與海藻酸鈉的改性聚合物的制備結(jié)構(gòu)與性能研究[D].華南理工大學(xué)，2012.

　　水處理中高分子鐵鹽絮凝劑的應(yīng)用研究【2】

　　【摘要】近年來，水源水質(zhì)不斷惡化，城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，對水廠出水水質(zhì)提出了更高要求。

　　本文綜述了幾種高分子鐵鹽絮凝劑的研究情況，介紹了該領(lǐng)域內(nèi)取得的進(jìn)展，并指出了發(fā)展前景。

　　【關(guān)鍵詞】無機(jī)高分子絮凝劑;鐵鹽;水處理

　　近年來，水源水質(zhì)不斷惡化但城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，這就對水廠出水水質(zhì)提出了更高要求。

　　由于傳統(tǒng)絮凝劑受到諸多因素的限制，絮凝效果已很難滿足目前的處理要求，高分子絮凝劑以其超強(qiáng)的凝聚效果、良好的脫色能力等優(yōu)點(diǎn)，在水處理過程中起著越來越重要的作用。

　　1.無機(jī)高分子絮凝劑的絮凝機(jī)理及優(yōu)勢

　　無機(jī)高分子絮凝劑的作用機(jī)理是多核羥基絡(luò)合物的中間產(chǎn)物，與顆粒物的吸附實(shí)際上是表面絡(luò)合配位作用，吸附在表面后會從溶液中吸取羥基，繼續(xù)其水解沉淀過程，直至飽和成為氫氧化物沉淀凝膠，與顆粒物生成絮團(tuán)。

　　因此無機(jī)高分子絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑相比較具有較多的優(yōu)勢：適應(yīng)性廣泛，絮凝沉降性能好，具有高效低耗的特點(diǎn);水解產(chǎn)物或中間產(chǎn)物無毒或低毒;制備絮凝劑的原材料來源廣泛，價(jià)格低廉;制備絮凝劑的工藝簡便易行。

　　2.聚合高分子鐵鹽絮凝劑的研制

　　無機(jī)高分子鐵鹽絮凝劑的生產(chǎn)在水處理中的應(yīng)用已取得了一定進(jìn)展，目前聚合鐵鹽主要有聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵、聚合磷酸鐵等。

　　(1)聚合硫酸鐵：一種在硫酸鐵分子族的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中插入羥基后形成的無機(jī)高分子絮凝劑，在水中以各種多核羥基絡(luò)離子的形式存在，同時(shí)具有電中和和吸附架橋能力，具有很強(qiáng)的除濁、除色及去除重金屬的能力。

　　此外，對浮游微生物也有較好的去除效果。

　　(2)聚合氯化鐵：可按任意比例與水混合，水解速度快，腐蝕性小，適用范圍廣，凈水效果比氯化鐵好，特別適用于處理低溫水。

　　隨著聚鐵鹽研究的深入，在聚合氯化鐵的基礎(chǔ)上利用煤矸石、鐵礦石等為原料研制出鐵鋁復(fù)合絮凝劑聚合氯化鋁鐵。

　　(3)聚鐵的改性：為提高單一聚合鐵鹽聚合度、穩(wěn)定性及凈水效果等，對聚合鐵鹽進(jìn)行復(fù)合改性。

　　一方面可在合成時(shí)加入某種添加劑，使其插入聚合鐵的分子網(wǎng)絡(luò)中或與之形成配合物;另一方面在鐵鹽體系中引入陽離子或陰離子，對聚合鐵鹽絮凝劑進(jìn)行復(fù)合改性。

　　包括加入Al、Mg等進(jìn)行陽離子改性，可充分發(fā)揮各種鹽類的優(yōu)勢和它們的協(xié)同增效作用;引入陰離子，特別是高價(jià)陰離子，如硅酸根，不僅可增加聚合度，還可能產(chǎn)生新的物種;陰、陽離子都加入，形成陰陽離子復(fù)合改性體系。

　　有關(guān)聚鐵研究表明Fe3+具有強(qiáng)烈的水解傾向，聚鐵的絮凝性能與鹽基度有關(guān)，鹽基度越高，其分子聚合度越大，絮凝性能就越好，因此在聚鐵生產(chǎn)基礎(chǔ)上加入少量改性劑，使其鹽基度提高，更好的改善絮凝效果。

　　3.復(fù)合型高分子鐵鹽絮凝劑的研制

　　無機(jī)高分子絮凝劑的研制主要向引入其他離子、制備復(fù)合型絮凝劑方向發(fā)展，因此，引入羥基、聚硅酸、磷酸根等以增強(qiáng)鐵鹽聚合物的聚集能力，從而改善絮凝效果。

　　(1)聚氯硫酸鐵：利用硫酸-鹽酸混合酸為原料可制得聚氯硫酸鐵，這是在聚合硫酸鐵基礎(chǔ)上研制的復(fù)合鐵鹽絮凝劑，它具有良好的電荷中和與吸附架橋功能。

　　在給水處理中，聚氯硫酸鐵沉降快，沉降的污泥脫水性能好。

　　在相同的絮凝條件下，聚氯硫酸鐵的投加量僅為聚合硫酸鐵的二分之一，且絮凝效果更好。

　　聚氯硫酸鐵在pH=6～9的范圍內(nèi)具有良好的絮凝去濁性能。

　　聚氯硫酸鐵的混凝效果優(yōu)于 PFS和三氯化鐵，當(dāng)投加量在10×10-6～15×10-6時(shí)，處理后的原水濁度符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2)聚合硅酸類復(fù)合鐵鹽：相對于聚合鐵而言，對聚硅酸的聚合機(jī)制研究較為透徹，當(dāng)聚硅酸鐵鹽用作絮凝劑投進(jìn)水中后，一方面稀釋作用、pH的升高會引起鐵鹽水解程度的變化和形態(tài)的轉(zhuǎn)化，鐵水解產(chǎn)物與聚硅酸結(jié)合，pH的升高導(dǎo)致聚硅酸的進(jìn)一步聚合直至形成溶膠物;另一方面，鐵的各水解產(chǎn)物在混合過程中被水中懸浮物顆粒吸附使顆粒脫穩(wěn)，聚硅酸大分子或溶膠對吸附了鐵水解產(chǎn)物的懸浮物產(chǎn)生架橋及黏附作用產(chǎn)生了大的絮體，從而取得凈水效果，以上過程同時(shí)進(jìn)行且可迅速完成。

　　目前，聚硅硫酸鐵絮凝劑的合成方式主要有：將硫酸鐵引入到活化后的硅酸聚合物中，陳化后得到聚硅硫酸鐵絮凝劑;將聚硅酸與聚合硫酸鐵在一定條件下復(fù)合，得到聚合硫酸鐵-聚硅酸復(fù)合型絮凝劑。

　　此外，如將聚硅酸與聚合氯化鐵復(fù)合可得聚合硅酸氯化鐵。

　　(3)聚合磷酸類復(fù)合鐵鹽：在聚合鐵鹽中引入適量的磷酸鹽可制得聚合磷酸類復(fù)合鐵鹽，磷酸根能影響Fe3+的水解反應(yīng)，增強(qiáng)橋連作用，形成多核絡(luò)合物，顯著提高聚合鐵鹽的絮凝速度和絮凝能力。

　　絮凝劑絮凝能力的提高與磷酸根置換聚合鐵的羥基，在鐵原子間架橋形成高價(jià)的多核絡(luò)合物有關(guān)。

　　此外將一定配比的三氯化鐵、磷酸氫二鈉一起研磨，攪拌均勻后置于瓷坩堝放入高溫爐，控制溫度280～320℃，分解一段時(shí)間，取出冷卻至室溫，加入適量去離子水，充分?jǐn)嚢璩绍浌腆w物即得聚磷氯化鐵。

　　在聚合氯化鐵中引入適量磷酸根，對聚鐵有增聚作用，其混凝去污能力超過PFC。

　　此外，將聚鐵與專用助凝劑Mz混合，可形成高聚合體復(fù)鹽，其聚合和處理效果優(yōu)于常見的鐵鹽絮凝劑。

　　此外在聚鐵生產(chǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改性，其絮凝效果也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)聚鐵鹽。

　　4.無機(jī)-有機(jī)高分子鐵鹽絮凝劑的研制

　　無機(jī)高分子絮凝劑雖然對水處理的適應(yīng)性強(qiáng)，但生成的絮體體積小，絮凝速度受到影響。

　　有機(jī)高分子絮凝劑同無機(jī)高分子絮凝劑相比，具有用量少，絮凝速度快，受共存鹽類、PH值及環(huán)境溫度影響小等優(yōu)點(diǎn)。

　　此外，有機(jī)高分子絮凝劑脫色性好，某些有機(jī)絮凝劑的脫色率比無機(jī)絮凝劑高20%～30%。

　　但由于某些有機(jī)高分子絮凝劑在水解或降解過程中的產(chǎn)物有毒，所以在實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)無機(jī)-有機(jī)物進(jìn)行共聚生成新型聚合物，使它不僅可消除副產(chǎn)物毒性而且其絮凝性能得到提高。

　　有機(jī)無機(jī)復(fù)合絮凝劑的品種日趨多樣，性能也向多元化發(fā)展。

　　作用機(jī)理主要與協(xié)同作用相關(guān)。

　　無機(jī)高分子成分吸附雜質(zhì)和懸浮微粒，使形成顆粒并逐漸增大;而有機(jī)高分子成分通過自身的橋聯(lián)作用，利用吸附在有機(jī)高分子上的活性基團(tuán)產(chǎn)生網(wǎng)捕作用，網(wǎng)捕其它雜質(zhì)顆粒一同下沉。

　　同時(shí)，無機(jī)鹽的存在使污染物表面電荷中和，促進(jìn)有機(jī)高分子的絮凝作用，大大提高絮凝效果。

　　無機(jī)一有機(jī)高分子復(fù)合的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：無機(jī)高分子絮凝劑的吸附架橋能力較弱，而有機(jī)高分子絮凝劑的加人會彌補(bǔ)這一弱點(diǎn)，使得絮凝劑的絮凝性能提高;絮體形成速度加快，體積更大，沉降性能更好;絮凝的有效pH范圍會變寬;絮凝劑的投量會減少，處理成本會降低。

　　5.結(jié)束語

　　(1)應(yīng)加強(qiáng)絮凝學(xué)科的基礎(chǔ)研究：復(fù)合絮凝劑的組分復(fù)雜，其在水中存在的形態(tài)及相互作用還有很多模糊之處，通過加強(qiáng)對絮凝化學(xué)、絮凝動力學(xué)等的研究，進(jìn)一步揭示復(fù)合絮凝劑的復(fù)雜作用機(jī)理，才能確定優(yōu)勢絮凝性能的物質(zhì)及其形態(tài)，推動高效絮凝劑的開發(fā)。

　　(2)應(yīng)加強(qiáng)絮凝劑的改性研究：普通聚鐵因生產(chǎn)過程中使用了亞硝酸鈉作為催化劑，其潛在的不安全性影響了作為生活飲用水處理劑的廣泛應(yīng)用，而改性后的聚鐵則能有效去除亞硝酸鹽，減少在使用過程中的二次污染。

　　(3)應(yīng)加強(qiáng)復(fù)合絮凝劑的配比和最佳工藝研究：每種復(fù)合絮凝劑的組分在形態(tài)結(jié)構(gòu)和絮凝效果中的作用大小，需要在實(shí)驗(yàn)中加以確定。

　　此外，最佳配比和工藝的研究可有效降低生產(chǎn)成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1]湯鴻霄.無機(jī)高分子絮凝劑的研制趨向中國給水排水，1999.

　　[2]肖錦.我國絮凝劑發(fā)展現(xiàn)狀與對策現(xiàn)代化工，1997.

　　有機(jī)高分子絮凝劑動態(tài)絮凝的模擬研究【3】

　　摘要：指出了在離心脫水過程中,需對污泥投加絮凝劑進(jìn)行化學(xué)調(diào)理,保證脫水效果。

　　通過對有機(jī)高分子絮凝劑靜態(tài)與動態(tài)絮凝的模擬研究,考察了絮凝劑在高剪切力下的耐受程度,研究選擇了適用于臥螺離心機(jī)的絮凝劑。

　　關(guān)鍵詞：臥螺離心機(jī);離心脫水;絮凝劑;動態(tài)絮凝;高剪切力

　　1引言

　　臥螺離心機(jī)因其分離效果好、自動化程度高等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于市政、工業(yè)污水廠的污泥脫水工藝。

　　由于污泥的固體顆粒一般很細(xì)小,常常帶負(fù)電荷,能夠形成一種穩(wěn)定的膠體懸浮液[1],為了提高污泥脫水效果,需對污泥進(jìn)行預(yù)處理,目前普遍采用的方法為投加絮凝劑的化學(xué)調(diào)理方法,細(xì)小的污泥顆粒通過絮凝后形成較大顆粒,從而便于離心分離。

　　在臥螺離心機(jī)實(shí)際運(yùn)行過程中,會產(chǎn)生很高的剪切力,最大時(shí)為2 500～3 000倍重力加速度,將絮凝好的顆粒攪碎。

　　實(shí)驗(yàn)室污泥絮凝實(shí)驗(yàn)時(shí),通過對絮凝體沉降速度和上清液澄清度的考察,可衡量絮凝效果的好壞,由于實(shí)驗(yàn)是靜態(tài)的過程,絮凝體耐受高剪切力的性能容易被忽略,待到上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)篩選合適的絮凝劑,往往會消耗大量的時(shí)間和資源。

　　因此采用模擬高剪切力環(huán)境的方法,進(jìn)行動態(tài)絮凝,以便更加準(zhǔn)確地選擇適合的絮凝劑與預(yù)測用量。

　　2材料與方法

　　2.1實(shí)驗(yàn)方法

　　通過控制攪拌速度來模擬高剪切力的環(huán)境，攪拌速度會影響絮凝效果,速度過快,會將大膠體或絮體攪碎,同時(shí)高分子絮凝劑在高剪切作用下極易斷鏈,造成降解失效。

　　一般攪拌速度以40～80r/min為宜,不要超過100r/min[2]。

　　由于各種文獻(xiàn)資料表述的最大攪拌速度不盡相同,攪拌直徑也未說明,故以線速度表示,采用兩種實(shí)驗(yàn)方法，將污泥高速攪拌,再投加絮凝劑,通過對絮凝體沉降效果的考察,判斷絮凝劑耐受高剪切力的程度;小試模擬后,進(jìn)行中試模擬,采用上海市離心機(jī)械研究所有限公司研發(fā)的專利裝置模擬臥螺離心機(jī)內(nèi)部流動狀態(tài)。

　　2.2實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

　　儀器為恒速攪拌器S312-40,轉(zhuǎn)速60～1 300r/min,攪拌器最大直徑48mm,數(shù)字顯示轉(zhuǎn)速;試劑為聚丙烯酰胺絮凝劑(PAM),陽離子、陰離子各兩種,相對分子量分別800萬和1 200萬;

　　樣品為二沉池污泥,取自上海長橋污水處理廠,污泥濃度3%(m/m)。

　　2.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

　　2.3.1小樣實(shí)驗(yàn)

　　將PAM絮凝劑配成0.1%濃度的溶液備用。

　　取200mL污泥,加入絮凝劑至獲得良好的絮凝效果,留作對比樣,觀察并記錄絮凝體大小、絮凝劑用量;將物料在高速下攪拌,轉(zhuǎn)速分為5檔:400、600、800、1 000、1 200r/min,分別對應(yīng)線速度為1.0、1.5、2.0、2.5、3.0m/s,加入絮凝劑絮凝,攪拌10s后倒入量筒,測定污泥沉降比(SV),計(jì)算污泥指數(shù)(SVI)。

　　6結(jié)語

　　泵送矸石充填采空區(qū)技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

　　(1)實(shí)現(xiàn)矸石不升井,減少矸石山占地,有利于保護(hù)環(huán)境,降低污染,徹底解決了地面矸石山占地及其所造成的環(huán)境污染等問題,實(shí)現(xiàn)了以矸換煤、綠色環(huán)保開采。

　　(2)實(shí)現(xiàn)工作面前進(jìn)式開采、沿空留巷,少掘進(jìn)一條巷道,減少巷道掘進(jìn)工程量,杜絕掘進(jìn)巷道施工時(shí)的各種不安全隱患。

　　(3)能夠減小頂板下沉,減少地表沉陷,可以實(shí)現(xiàn)“三下”采煤,提高煤炭回收率,可以大幅度解放煤炭儲量。

　　采用泵送矸石充填開采技術(shù),為煤礦開采探索出一套安全、經(jīng)濟(jì)、簡單易實(shí)施的充填技術(shù),可在煤炭行業(yè)推廣應(yīng)用;具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見圖1,實(shí)驗(yàn)顯示動態(tài)絮凝時(shí)的絮凝體要比靜態(tài)小許多,陰離子絮凝劑在高速攪拌下容易被打散,污泥回到原有狀態(tài),沉降性能差;陽離子絮凝劑相對比較穩(wěn)定,絮凝體比陰離子大些,分子量高的絮凝劑沉降性能好些。

　　圖1小樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

　　2.3.2中試實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示,進(jìn)泥量1.0m3/h,線速度8.0m/s,采用陽離子絮凝劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

　　實(shí)驗(yàn)步驟:進(jìn)泥同時(shí)投加絮凝,從取樣口取樣測定SVI值,調(diào)節(jié)絮凝劑的量直至SVI值達(dá)到小樣實(shí)驗(yàn)時(shí)的水平,記錄絮凝劑的用量。

　　陽離子1 200萬分子量用量為靜態(tài)時(shí)的1.5倍,800萬分子量為1.9倍。

　　圖2模擬臥螺離心機(jī)內(nèi)部流動裝置

　　3結(jié)語

　　小樣實(shí)驗(yàn)表明：陽離子絮凝劑相比陰離子抗高剪切力的性能強(qiáng),絮凝效果也更好,因此市政污泥采用陽離子絮凝劑更好些，相對分子量高的絮凝劑用量少些,而動態(tài)中試時(shí)的用量基本是靜態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)的1.5～2.0倍。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 劉超.城鎮(zhèn)污水污泥處理過程中絮凝劑的選用[J].水處理工程與設(shè)備,2009,11(3):11~14.

　　[2] 徐曉軍.化學(xué)絮凝劑作用原理[M].北京:科學(xué)出版社,2005.

【高分子水處理劑研究】相關(guān)文章：