摘要：強(qiáng)化絮凝沉淀是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外城市污水深度處理研究的熱點(diǎn)，在污水處理的研究中歷時(shí)已久，由于投加絮凝劑運(yùn)行費(fèi)用較高，所以一直阻礙其在實(shí)踐中的發(fā)展。近年來(lái)，廉價(jià)、高效絮凝藥劑的迅速涌現(xiàn)，使化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理工藝的基建費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用都低于二級(jí)處理，且其總磷的去除率很高，在國(guó)外城市污水處理中已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。由于它適應(yīng)我國(guó)國(guó)情，在國(guó)內(nèi)也得到了普遍的重視，并且已經(jīng)取得了一定的研究成果。
關(guān)鍵詞：聚丙烯酰胺 強(qiáng)化絮凝
1、強(qiáng)化絮凝反應(yīng)原理
強(qiáng)化絮凝沉淀包括兩個(gè)過(guò)程：混合過(guò)程和絮凝反應(yīng)過(guò)程。
（1）混合過(guò)程
混合是反應(yīng)第一關(guān)，也是非常重要的一關(guān)。在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)使水解產(chǎn)物迅速地?cái)U(kuò)散到水中的每一個(gè)細(xì)部，使所有膠體顆粒幾乎在同一瞬間脫穩(wěn)并凝聚，這樣才能得到好的絮凝效果。因?yàn)樵诨旌线^(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生膠體顆粒脫穩(wěn)與凝聚，可以把這個(gè)過(guò)程稱為初級(jí)混凝過(guò)程。但這個(gè)過(guò)程的主要作用是混合，因此一般稱為混合過(guò)程。
混合問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是水解產(chǎn)物在水中的擴(kuò)散問(wèn)題。使水中膠體顆粒同時(shí)脫穩(wěn)產(chǎn)生凝聚，是取得好的絮凝效果的先決條件，也是節(jié)省投藥量的關(guān)鍵。
（2）絮凝反應(yīng)過(guò)程
絮凝反應(yīng)是強(qiáng)化絮凝沉淀過(guò)程中最重要的工藝環(huán)節(jié)。其作用原理是，通過(guò)高分子絮凝劑——聚丙烯酰胺（PAM）來(lái)吸附污水中的懸浮粒子，使高分子鏈互纏交聯(lián)，形成架橋，從而使絮凝結(jié)構(gòu)增大變粗，最后形成沉淀。而在此過(guò)程中，PAM選擇的正確與否關(guān)系到該工藝環(huán)節(jié)處理效果的好壞。
（3）無(wú)機(jī)藥劑和有機(jī)高分子絮凝劑在強(qiáng)化絮凝沉淀中的復(fù)配使用
在強(qiáng)化絮凝沉淀中，為了降低藥耗，節(jié)約成本，提高處理率，充分發(fā)揮不同絮凝劑間的協(xié)同作用，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和在工程上的實(shí)際應(yīng)用，無(wú)機(jī)絮凝劑與有機(jī)絮凝劑的復(fù)配使用能夠達(dá)到較好的效果。
復(fù)配使用中，先加入帶正電荷的無(wú)機(jī)絮凝劑，使污水中膠體脫穩(wěn)，再加入帶負(fù)電荷的陰離子型聚丙烯酰胺，使脫穩(wěn)后的膠體顆粒通過(guò)架橋作用和網(wǎng)捕作用迅速長(zhǎng)大。由于有機(jī)高分子容易機(jī)械降解，所以復(fù)配使用對(duì)水力條件要求較高。攪拌要均勻，速度要慢。
2、高分子絮凝劑——聚丙烯酰胺（PAM）
（1）PAM合成工藝
PAM主要原料為丙烯腈，它與水經(jīng)一定比例混合，經(jīng)水合、提純、聚合、干燥等工藝可得到成品，合成工序如下：
（2）PAM的選擇
通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用可以作出下列結(jié)論：
陰離子型PAM適用于濃度較高的帶正電荷的無(wú)機(jī)懸浮物，以及懸浮粒子較粗（0.01-1mm），pH值為中性或堿性溶液。
陰離子型PAM適用于帶負(fù)電荷、含有機(jī)物質(zhì)的懸浮物。
非離子型PAM適用于有機(jī)、無(wú)機(jī)混合狀態(tài)的懸浮物分離，溶液呈酸性或中性。
（3）影響PAM絮凝作用的主要因素
1） 絮凝劑的用量：最佳的絮凝劑用量是絮凝劑全部被吸附在固相粒子表面上，且絮塊的沉降速度達(dá)到最大值。最佳用量隨著絮凝劑的離子性質(zhì)、分子量、懸浮液的pH值而變化，可用試驗(yàn)方法確定。當(dāng)絮凝劑超過(guò)最佳用量時(shí)，絮凝效果反而下降。
2） 絮凝劑分子量對(duì)絮凝的影響：絮凝劑分子量越大，絮凝效果越好。但分子量太大，難于溶解且制造費(fèi)用也高。常用的分子量為300-1500萬(wàn)。
3） 攪拌對(duì)絮凝的影響：攪拌可使絮凝劑均勻的分散到懸浮液中，達(dá)到高效絮凝。但攪拌過(guò)于劇烈，會(huì)使形成的絮塊碎裂，因而絮凝劑的消耗量增加，而絮凝效果相對(duì)講是降低了。所以在絮凝處理時(shí)只能進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢?，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速一般應(yīng)控制在50-250r/min。
3、實(shí)例分析
下表為某城市污水處理廠同一進(jìn)水下的自然沉降、復(fù)合作用、單獨(dú)作用對(duì)照的試驗(yàn)結(jié)果。
投加藥劑 及加藥量 |
分析項(xiàng)目 |
cr(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
TP(mg/L) |
濁度 |
原水 |
317.0 |
56.4 |
4.4 |
170 |
|
自然沉降 |
出水 |
181.2 |
27.8 |
2.1 |
51.8 |
去除率 |
42.8% |
50.7% |
52.3% |
69.5% |
|
聚鐵200mg/L |
出水 |
88.5 |
12.1 |
0.5 |
9.8 |
去除率 |
73.0% |
78.5% |
88.6% |
94.2% |
|
聚鋁200mg/L |
出水 |
80.5 |
12.1 |
0.7 |
8.4 |
去除率 |
74.6% |
78.5% |
84.1% |
95.1% |
|
硫酸鋁50mg/L +PAM 1mg/L |
出水 |
100.6 |
13.8 |
0.7 |
5.0 |
去除率 |
68.3% |
75.5% |
來(lái)源：東莞宏源工程塑膠原料有限公司
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