聚丙烯酰胺PAM在水处理中的应用
一.PAM在给水处理中的应用
给水处理的任务是通过必要的处理方法去除水中杂质,使之符合生活饮用水或工业使用所要求的水质标准。PAM可去除水中的悬浮颗粒、有机物和无机物,适于处理不同浊度的水。
1.低浊度水的处理
由于低温低浊度水中有机物的比例较大,单投加硫酸铝或聚合铝(PAC),上清液的浊度随絮凝剂投加量的增大而减小,但到一定值后浊度回升,这是因为形成的絮体结构疏散、轻飘,难以沉淀。但投加PAM助凝后,可使絮体体积增大的同时密度增加,沉降速率变快,出水浊度大为降低。孙一平等研究发现,在投加PAC同时加入PAM,可加快去浊速率,当PAM为0.03mg/L时,沉降时间缩短一半,并可使PAC投加量减少22%。
2.高浊度水的处理
无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂复合处理高浊度水的混凝效果优于单独处理,且先加无机絮凝剂后加有机高分子絮凝剂的效果更好。李德生等强化处理高浊度黄河水的试验研究结果表明,在投加无机絮凝剂PAC后,再投加有机絮凝剂PAM进行复配作用,不仅可降低无机絮凝剂的用量,节约制水成本,而且还可以提高出水水质。
二.PAM在污水处理中的应用
以M的优点在于其官能团多、分子量高、稳定性好、吸附架桥能力强、絮凝效果好,同时投加量少、使用范围广、具有产生的污泥少等优点,因而得到越来越广泛的应用。
1.金属废水的处理
PAM经常与无机絮凝剂复合使用处理各种含金属废水。杨百勤等利用亚铁盐和PAM对Cr6+浓度为307.5g/L废水稀释2000倍后进行处理,实验结果表明,pH为11,PAM为5mg/L时,效果最好。膨润土、Fecl3等复合PAM可处理含镍废水,潭丽红等研究发现当pH值为10.0,Fea3投加量为25mg/L时,原水中镍的质量浓度可由0.226mg/L时降至0.0187mg/L,投加PAM有助于镍的去除。罗道成等在静态条件下对聚季胺盐PAM吸附含Ni2+的电镀废水进行了研究,结果表明在废水pH值为6.0一8.0、Ni2+浓度0-100mg/L范围内,吸附时间为80min、吸附温度为20℃时,按Ni2+与PAM质量比为1:30投加PAM,Ni2+去除率可达98%以上.沈友良等采用明矾和PAM为复合絮凝剂,常温下调节pH值为6.0,在质量配比为200:l时,30min后铅的去除率在98%以上,当水中铅的浓度低于100mg/L处理后低于1.0mg/L。萧作平等提出了用PAM一Na2S简单功能高分子体系处理废退锡水的方法,使用该法可以较彻底地除去该废水中的铜、锡等主要杂质,对铜的去除率可达到98%以上,对锡可以达到近100%。华金铭采用沉淀-絮凝法,以FeSO4+PAM作为絮凝剂,能够选择性去除绝大部分的汞杂质,纤维素接枝PAM对汞有很好的选择吸附性。另有研究表明,PAM也可很好的处理含钙、镁等产生硬度的废水。
一.RAM在给水处理中的应用
给水处理的任务是通过必要的处理方法去除水中杂质,使之符合生活饮用水或工业使用所要求的水质标准。PAM可去除水中的悬浮颗粒、有机物和无机物,适于处理不同浊度的水。
1.低浊度水的处理
由于低温低浊度水中有机物的比例较大,单投加硫酸铝或聚合铝(PAC),上清液的浊度随絮凝剂投加量的增大而减小,但到一定值后浊度回升,这是因为形成的絮体结构疏散、轻飘,难以沉淀。但投加PAM助凝后,可使絮体体积增大的同时密度增加,沉降速率变快,出水浊度大为降低。孙一平等研究发现,在投加PAC同时加入PAM,可加快去浊速率,当PAM为0.03mg/L时,沉降时间缩短一半,并可使PAC投加量减少22%。
2.高浊度水的处理
无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂复合处理高浊度水的混凝效果优于单独处理,且先加无机絮凝剂后加有机高分子絮凝剂的效果更好。李德生等强化处理高浊度黄河水的试验研究结果表明,在投加无机絮凝剂PAC后,再投加有机絮凝剂PAM进行复配作用,不仅可降低无机絮凝剂的用量,节约制水成本,而且还可以提高出水水质。
二.PAM在污水处理中的应用
以M的优点在于其官能团多、分子量高、稳定性好、吸附架桥能力强、絮凝效果好,同时投加量少、使用范围广、具有产生的污泥少等优点,因而得到越来越广泛的应用。
1.金属废水的处理
PAM经常与无机絮凝剂复合使用处理各种含金属废水。杨百勤等利用亚铁盐和PAM对Cr6+浓度为307.5g/L废水稀释2000倍后进行处理,实验结果表明,pH为11,PAM为5mg/L时,效果最好。膨润土、Fecl3等复合PAM可处理含镍废水,潭丽红等研究发现当pH值为10.0,Fea3投加量为25mg/L时,原水中镍的质量浓度可由0.226mg/L时降至0.0187mg/L,投加PAM有助于镍的去除。罗道成等在静态条件下对聚季胺盐PAM吸附含Ni2+的电镀废水进行了研究,结果表明在废水pH值为6.0一8.0、Ni2+浓度0-100mg/L范围内,吸附时间为80min、吸附温度为20℃时,按Ni2+与PAM质量比为1:30投加PAM,Ni2+去除率可达98%以上.沈友良等采用明矾和PAM为复合絮凝剂,常温下调节pH值为6.0,在质量配比为200:l时,30min后铅的去除率在98%以上,当水中铅的浓度低于100mg/L处理后低于1.0mg/L。萧作平等提出了用PAM一Na2S简单功能高分子体系处理废退锡水的方法,使用该法可以较彻底地除去该废水中的铜、锡等主要杂质,对铜的去除率可达到98%以上,对锡可以达到近100%。华金铭采用沉淀-絮凝法,以FeSO4+PAM作为絮凝剂,能够选择性去除绝大部分的汞杂质,纤维素接枝PAM对汞有很好的选择吸附性。另有研究表明,PAM也可很好的处理含钙、镁等产生硬度的废水。
2.有机废水的处理
PAM是对有机废水的絮凝效果较好的絮凝剂之一,但不同的有机废水、不同的操作条件,絮凝的效果也有差别.
制药废水是严重污染环境,较难处理的废水之一,采用PAM或与其他絮凝剂复合使用,可达到良好的处理效果。周丽娜等采用吸附一混凝一紫外光催化氧化法处理利福平制药废水,混凝实验结果表明:选用400mg/L PAC和10 mg/L PAM复合混凝,废水在pH为9, CODCr和色度去除率分别为32.2%和37.5%。纪国慈等研究了水介质分散型阳离子PAM水处理剂在硫酸庆大霉素制药废水处理中的应用,研究结果表明,水介质分散型阳离子PAM用于硫酸庆大霉素制药废水气浮和压滤的处理工艺中,气浮出水浮渣少,水清,COD由49200mg/L下降到11850 mg/L,去除率达75.9%} SS由75300 mg/L降至950 mg/L,去除率达98.7%,压滤泥饼含水率小于75%。
石油化学工业产生了大量的含油废水,其具有危害性大、难回收的特点,可采用混凝法进行处理。王利平等通过磁絮凝分离法处理含油废水,结果表明当废水含油量为100^-200mg/L时,反应最佳工艺参数:磁粉加入量为280mg/L,PFC和PAM加入量分别为25, 0.5mg/L,先加磁粉和聚合硫酸铁(PFC),后加PAM,搅拌速度以250r/min,除油率可达83.6.刘翠云等采用大分子改性的方法两性PAM,并将其与无机絮凝剂2:1组成复合絮凝剂,在炼油厂进行了工业应用试验,悬浮物、油、氮和COD的平均去除率分别达到82%, 77%, 83%和37%.曾德芳等研究发现,用PAC+PFS+PAM三种絮凝剂复配使用除油效果更佳,当三种絮凝剂的复配摩尔比为2:2:3时,除油效果最好,除油率达到88.2%。
各种化学工业废水也可以用PAM来处理。许平等采用混凝.沉降处理钦白粉厂产生的酸性废水,用聚合硫酸铁和PAM可有效去除悬浮物,当两者用量分别为160mg/L、8mg/L,色度去除率达到99.1,出水Fe2+质量分数<0.01。李雪峰等在采用化学沉淀法处理氨氮废水时发现,在pH值为9.3,主要离子的物质量之比为1:1:1, PAM添加量为20mg/L,处理初始浓度为1000mg/L的氨氮废水,可使氨氮去除率达到99%以上。吴刚等研究了不同絮凝剂处理睛纶工艺废水的絮凝效果,结果发现:无机高分子絮凝剂处理效果较有机高分子絮凝剂要好,其中PFS絮凝效果最好;无机、有机絮凝剂进行复配的絮凝效果明显比使用单一无机、有机絮凝剂要好,最佳组合为PFS-PAM;并在该复合絮凝剂加入一定量的MgS04后,COD的去除率有较大提高,且MgSO。用量越多效果越好:改性PAM与MgS04, PFS复配,可使COD去除率达到32.5%。
染料废水常用无机絮凝剂做预处理,加入PAM可提高其絮凝沉淀和脱色作用.严媛媛等选用硫酸铝和PAM的混凝剂组合对DSD酸废水进行预处理,在PAC投加量100mg/L}PAM投加10mg/L,快速搅拌1min,慢速搅拌15min, pH为6.5^-7.5温度为50℃的工况条件下,COD、色度去除率分别达36%和34%。孔峰等训也用该组合预处理高浓度哇吖啶酮颜料废水,在硫酸铝投加量为150-250mg/L, PAM投加量为5 mg/LpH值为4^-6}COD去除率稳定在40%以上,色度去除率在70%以上。蒋宝南等用高效脱色剂与PAC和PAM混凝来处理印染废水,结果发现当废水酸碱度在7.5-8.5, PAC和PAM的用量在1.0^-1.75mL,高效脱色剂的用量在1.0^-1.5mL时,废水脱色效果最好.方明晖等采用化学混凝法,以MgSO;和PAM混凝,对棉布印染过程中排放的活性染料废水进行实验研究。结果表明经混凝处理后废水的脱色率>90 %,COD去除率>80,加入PAM可降低絮凝沉降时间。
造纸废水占我国工业废水总量的10%,COD占30%,PAM对其有良好的处理效果.朱勇强等采用硫酸铝和PAM作为混凝剂的混凝气浮法处理造纸废水,结果发现:硫酸铝的最佳用量为80mg/L,PAM的最佳用量为2.4mg/L;气浮压力控制1.2MPa时,废水的浊度去除率可达97%以上,COD去除率可达80%以上。
乳制品产业的生产废水由于含有大量的乳蛋白、乳糖、乳脂等物质,化学需氧量非常高,张春娟等采用硫酸铝.PAM处理该类废水取得了良好的效果,无论原水样的COD, BOD如何波动,其COD, BOD去除率都分别在 62%^-68%、62%^-'72%之间。
秦承华等对粪便废水絮凝处理的药剂进行了优选,结果表明:对于SOOmL水样,在pH7.5,0.2%硫酸铝投加量8mL, 0.2%PAM,投加,1.5mL的条件下,废水的色度、浊度、COD的去除率分别达到94.3%, 96.0%和58.2%絮凝效果理想.
3.无机废水的处理
我国是一个钢铁大国,在转炉炼钢的过程中要产生大量的除尘水,一般SS为200^-2000mg/L,选用PAM为絮凝剂,采用转炉除尘水一混合一反应,沉淀工艺后,对SS有很好的去除效果.田颖l}l用PAM处理包钢炼钢炉除尘水,发现其最佳投料量为0.5m叭,混合1min,絮凝反应3min,沉淀40min,可使SS的去除率达到95%以上,出水SS浓度小于100mg/L煤泥水是湿法选煤产生的工业废水,含有大量的煤泥和泥沙,未经处理后进入水域,不仅造成煤炭损失,而且造成环境污染.朱龙等利用电石渣与PAM联合处理高泥质煤灰水,在100mL的煤灰水中加入0.1%PAM2mL,搅拌O.5min,然后加入2%的电石渣30mL,搅拌0.5min,SS和COD的去除率都可达到90%。郭玲香等也合成了一种新型阳离子PAM,并研究了其对细煤粒的絮凝沉降作用和助滤作用,并用DLVO理论进行了解释,并分别借助透射电子显微镜和扫描电子显微镜,应用数学形态学理论,实现了机理的定量化研究。
庞翠玲等采用石灰沉淀.PAM絮凝处理稀土冶炼含氟酸性废水,在pH为9,投加2%PAM230mL,出水含氟浓度低于l0mg/L,净化效果明显。PAM还可应用于煤气洗涤水、硫酸废水、玻璃生产废水等工业门类的废水处理。
三.PAM在污泥处理中的应用
在污水处理过程中会产生约占处理水量0.3^-0.5%的污泥,通常含有大量的有害物质、植物营养素、有机物和水分等,因此需要及 时处理,使其减量、无害化和综合利用.
1.给水污泥处理
给水厂的污泥主要源于从原水中去除的无机物、有机物、重金属等杂质及水处理中投加的絮凝剂,COD和BOD比值较小,无机物占绝大部分。如果在给水厂采用PAM做絮凝剂,将大大减少污泥的数量和体积。为了改善污泥脱水性能,在脱水要进行物理调节和化学调节。在化学调节中,高分子量(100万以上)的PAM能起到良好的调节作用。费被丽根据九龙江流域给水厂污泥的颗粒性质,进行絮凝、污泥比阻和过滤试验,研究污泥的脱水性能,试验结果表明投0.596oPAM可以降低污泥比阻,改普脱水性能.邓慧萍等也通过对两座分别以黄浦江和长江为水源的给水厂排泥水进行的烧杯搅拌、沉降和比阻试验,发现PAM在给水厂排泥水处理中有良好的调质效果,并探讨了PAM的调质作用机理。
2.污水污泥处理
一污水处理厂的污泥固含量通常在4%^-7%之间,加入PAM后泥饼的含水率可降至60%~80%,且过滤速度快,上清液浊度低.张辉等研究了不同类型助滤剂对城市污水处理厂剩余污泥的脱水效果,研究发现助滤剂ST和阳离子PAM的复配可以大幅度降低泥饼的含水率,当ST用量为2mg/L、阳离子PAM用量为0.3%时,泥饼的含水率为75.36%,与不加助滤剂相比泥饼的含水率降低了12.99%.金建华等利用正交试验对PAC与PAM的投加量、投加方式等因素对污泥脱水效果的影响进行了研究,结果表明PAC, PAM用量分别为240mg/L、60mg/L,先加PAC搅拌后再加PAM的脱水效果较好,形成的泥饼固含量达到22%。
明泉公司主要产品有:聚合氯化铝。聚合氯化铝铁。碱式氯化铝。聚丙烯酰胺。聚合硫酸铁。硫酸亚铁。等水处理药剂。欢迎广大客户来函来电洽谈业务!
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