絮凝沉降法是一種傳統的水質處理方法,由于它具有成本低廉,操作簡便的優點,至今仍被國內外普遍應用。絮凝法處理效果的好壞在很大程度上取決于絮凝劑的性能。無機高分子絮凝劑是目前水處理中廣泛使用的一種絮凝劑,但該類絮凝劑存在分子量低、在水中的穩定性差、投藥量較高、產生的絮體較小等缺點。而絮凝性能較好的有機高分子絮凝劑又存在價格高和毒性大等問題。因此,可考慮在處理過程中添加有機高分子絮凝劑,不僅可以增強絮凝效果,還能降低價格和毒性。無機高分子絮凝劑和有機高分子絮凝劑所存在的種種缺陷,促使研究和開發向各種復合型高分子絮凝劑發展,使之成為了目前研究的熱點
以聚合氯化鋁(PAC)與聚丙烯酰胺(PAM)制備聚合氯化鋁一聚丙烯酰胺無機有機復合絮凝劑(PAC—PAM),探索了該絮凝劑凈化長江水的效果。從絮凝劑的形貌、Zeta電位、絮凝后形成絮體的粒度等多個方面對PAC—PAM和PAC進行了比較研究,并在此基礎上探討了復合絮凝劑的絮凝機理。
PAC—PAM 對長江水的凈化
pH值對凈化效果的影響水樣取自長江武漢段,水質如下:pH值為8.09,濁度=82.4NTU,屬于中濁度水。投加PAC和PAC—PAM(質量比為10:1)各10mg·L (絮凝劑投藥量以Al 表示,以下同),對長江水進行絮凝實驗看出,pH值在5以上,凈化效果均較好,剩余濁度低于10NTU,且PAC—PAM比PAC的凈化效果好。由于長江水pH值為8.09,可不調pH值進行絮凝實驗,不僅節省費用,也簡化操作。
在相同投加量時,PAC—PAM的處理效果均比PAC的要好, 實驗中還發現,用PAC—PAM處理后生成的絮體沉降性能好,而用聚合鋁處理后的絮體松散細小,沉降速度慢。因此,在實際應用中,為操作方便,減少成本,降低絮凝劑對環境的毒性,將PAC—PAM的投加量選在8mg/L。
結果可知,用PAC—PAM處理長江水,不僅藥劑投加量少、效果好、絮體沉降性也好,而且只需一次投加藥劑,也不需調pH值,實際操作非常方便,優于目前常用的PAC
有機無機兩大典型絮凝PAC與PAM復合絮凝對比得出以下結果:
(1)PAC—PAM在不調pH值,投加量為8mg·L(以Al,+計)的條件下凈化長江水效果佳,余濁在4.0NTU以下。
(2)PAC,PAC—PAM的Zeta電位及形貌測定結果表明,將PAM引入PAC后,Zeta電位向正值方向大幅移動,同時改變了PAC的結構形貌,使其枝化度增大,即復合絮凝劑PAC—PAM的聚合度增大。
(3)PAC在絮凝過程中主要依靠水解產物的網狀表面結構及自身的正電荷,將水中的膠體顆粒粘附網捕沉淀下來;PAC與PAM復合后,水解產物帶有更多正電荷并具分枝狀長鏈結構,增強了電中和和吸附架橋的作用,膠粒依靠長鏈相互靠近,以高分子聚合物為連接,架橋成為更大的積聚絮凝體。
百科技術部專家對絮凝劑溶解裝置的理論研究和流場模擬分析的基礎上,通過制作模型和進行大量的試驗研究,得到了聚丙烯酰胺溶解性能好時溶解裝置的結構參數和外部操作參數,對于加快聚丙烯酰胺的溶解速度,改善煤泥水處理過程中聚丙烯酰胺溶解較難的狀況有著積極意義。
目前認為絮凝作用機理是凝聚和絮凝兩種作用過程的總和。在對高分子的絮凝模式及作用機理進行大量研究后,主要提出了“架橋”絮凝模式并加以解釋,但僅僅是定性地解釋了高聚物的“架橋”絮凝機理。電子顯微鏡技術的不斷發展促使人們從絮體的真實結構去研究絮凝過程。采用染色法、包埋法、投影法等在透射電子顯微鏡下觀察了孔雀石在PAM作用下的絮團,由于濃度高,所得圖像并不十分清晰和直觀.采用沉降分析法,以Stoks直徑來表征絮團的粒度,但所獲得的粒度并不是絮團真正意義上的粒度。采用流動脈動絮凝檢測技術,檢測絮體顆粒瞬時增長狀態及其變化,所獲得的絮凝指數僅是個參數,不能表示絮團的真實粒度。采用透射電子顯微鏡拍攝煤泥“架橋”絮凝圖像,并應用數學形態學圖像處理理論,提取與煤泥絮凝過程相關的微觀結構參數,定量地研究了高聚物的絮凝作用機理。
主要產品:聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、聚合硫酸鐵、堿式氯化鋁、硫酸亞鐵等系列產品。
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