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          不同實驗驗證聚丙烯酰胺對污泥水處理效果

          來源:聚丙烯酰胺??????2020/2/25 7:09:20??????點擊:

           說起污泥水,我們應該知道水是人類生存和發展不可缺少而又是數量有限的物質,更是是人類生活和生產活動中不可替代的極為重要的寶貴資源。隨著我國工農業生產的飛速發展,工業廢水的排放量日益增加,水污染是我們面臨的主要環境問題之一。污水處理成了一個嚴峻的問題。污水處理一般采用物理、化學和生物發發,或幾種方法配合使用以除去污水中有害物質。工業中有害物質發生物理、化學反應,達到水與有害物質分離的效果.

            水處理中所采用的絮凝劑通常為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩大類。無機絮凝劑中使用廣泛的有兩類,即鐵系絮凝劑(FeCl3、Fe2(SO43及其聚合物)和鋁系絮凝劑(AICl3、Al2(SO4)3及其聚合物)。常用的有機高分子絮凝劑為聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鈉。聚丙烯酰胺又分為非離子型陰離子型和陽離子型。由于陰離子型聚丙烯酰胺的沉淀絮凝性能優越,因此在工業上得到廣泛應用。在現場的絮凝小試驗中,經常發投加無機絮凝劑時,有人量較多且濃度較高時才能獲得讓人滿意的出水效果,而投加有機絮凝劑聚丙烯酰胺時,用量很少,通常幾毫升,而且濃度相當低,出水效果卻很好。關于無機絮凝劑的絮凝機理研究相對很少,因此文章就有機絮凝劑聚丙烯酰胺的絮凝機理進行研究,并且對流體化學因素對絮凝過程的影響進行初步探討。

           

          1實驗相關

          1.1實驗所用原理及儀器

          實驗原理:分別配置濃度1g/L的污泥水以及濃度為1%的陰離子聚丙烯酰胺(PAM)溶液。

          實驗儀器主要有自制攪拌桶(1000mL)、容量瓶(1000mL)、錐形瓶、移液管、量筒、電子臺秤、電動攪拌器等。

          1.2 實驗方法

          在攪拌桶里裝入1L配置好的污泥水,以不同的PAM投入量和對藥劑PAM與污泥水混合物進行不同剪切速率和剪切時間處理后,靜置一定時間,去上層清夜測量濁度,并進行比較。

          2實驗結果及分析

          2.1 藥劑投入量對污泥水沉降效果的影響

          在攪拌裝置中,分別加入不同量的PAM,選定250r/min的剪切速度剪切轉速為100r/min剪切3min,靜置1min后取上層清夜測量濁度,隨著藥劑PAM投入量的增加,剛開始污泥沉降效果較好,表現為濁度逐漸降低。當藥劑PAM用量為0.5mL時,污泥水沉降效果好。當PAM的投入量進行增加時,污泥水沉降效果反而變差。因此,污泥水沉降中村子一個最佳藥劑用量,超過此用量,不僅不能改善污泥的沉降效果,而且還浪費了藥劑。

          2.2 剪切因素對污泥水沉降效果的影響

          2.2.1 強剪切時間對污泥水沉降效果的影響

          在污泥水中加入藥劑PAM 0.5mL后,對PAM與污泥水的混合物進行剪切轉速250r/min的強剪切,在此剪切轉速上改變剪切時間,然后選定剪切轉速100r/min剪切3min后,靜置混合物1min,取上次清夜測量速度。污泥水加入最佳藥劑用量后,對污泥水與藥劑的混合物分別以同樣的強剪切轉速、不同的剪切時間進行處理,其出水的濁度有較大的差別。隨著剪切時間的延長,出水濁度逐漸下降,剪切時間5~8min后,曲線沒有很大的跳躍性,出水濁度沒有明顯差別,但當剪切時間超過8min后,出水濁度出現上升現象,污泥水沉降效果變差。所以污泥水沉降中存在一最佳的強剪切時間。

          2.2.2弱剪切時間對污泥水沉降效果的影響

          污泥水中加入藥劑PAM最佳用量0.5mL后,對PAM于污泥水的混合物分別進行剪切轉速250r/min的強剪切,剪切時間1min,然后調整剪切轉速為100r/min,分別剪切不同的時間后,靜置混合物1min,取上層精液測量濁度。隨著弱剪切時間的延長,出水濁度一直出現下降其實,污泥水沉降效果越來越好。在剪切時間為8~10min時,曲線幾乎呈水平線,濁度變化不是很明顯。絮凝是微小絮體凝聚成大絮體的過程,當剪切時間延長時,提供微小絮體相互碰撞的足夠時間。因此,大絮體的生產率較高,濁度自然就降低。

          絮凝初期,即微小絮體形成階段,存在最佳的強剪切時間,當剪切時間超過臨界值后,出水濁度出現升高現象。而在絮凝的后期,即大絮體形成階段,弱剪切時間越長越好,出水濁度有很大的降低。

          2.23  強剪切轉速對污泥水沉降效果

          污泥水中加入PAM最佳藥劑用量0.5mL后。分別對PAM于污泥水的混合物進行不同強剪切轉速處理,剪切時間1min后,調剪切轉速為10r/min,剪切時間3min,然后靜置混合物1min ,取上層清夜測量濁度。

          強剪切轉速對污泥水的沉降效果有很大的影響。隨著剪切轉速的增大,曲線急劇下降,出水濁度大大降低,當剪切轉速為300r/min時,污泥水沉降效果最好,濁度為10NTU。當剪切轉速為350r/min時,濁度為20BTU。剪切轉速繼續增大時,曲線幾乎是平坦,出水濁度沒有多大變化。污泥水中投加藥劑后,水中的穩定顆粒在有機絮凝劑PAM的吸附架橋作用下,變得不穩定,成為絮團而沉降,這過程發生很快。當絮團碰到強剪切時,很容易破壞,重新變為穩定顆粒懸浮在水中,所以剪切轉速超過某一臨界值時,出水濁度反而變差,不但浪費了能耗,而且沒有達到處理污泥水的面對。因此污泥水沉降過程中,投加藥劑的瞬間,對污泥水與藥劑的混合物存在一個最佳的強剪切轉速。

          2.24弱剪切轉速對污泥水沉降效果的影響

          污泥水中加入PAM最佳藥劑用量0.5mL后,對PAM與污泥水的混合物進行強剪切處理(轉速250r/min),剪切1min后,調整為不同的弱剪切轉速,剪切時間3min,然后靜置混合物1min,取上層清夜測量濁度。

          隨著弱剪切轉速的增大,出水濁度逐漸降低,污泥水沉降效果越來越好。當剪切轉速從120r/min增大到150r/min時,曲線急劇下降,出水濁度大大降低。在絮凝的后階段,微小絮體相互碰撞凝結成大絮體的過程,要求絮體間有速度差,即速度梯度。因此,弱剪切轉速越大,絮體間相互碰撞的幾率就增大,大絮體的形成率也就增大,但是這時的剪切轉速也不宜過大,防止生成的大絮體被剪碎。

          微小絮體形成的階段,對水力條件要求較大,需要進行強剪切,但剪切轉速不是越大越好,存在最佳剪切轉速。而在大絮體的形成階段,對水力條件要求不是很大,但為了提高絮體間的碰撞幾率,需施加一定轉速的弱剪切,而不是采取最低的剪切轉速。

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