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污泥脱水聚丙烯酰胺

污泥脱水聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺脱水作用机理: 聚丙烯酰胺作为最常用的有机高分子絮凝剂处理污泥,可以迅速引起聚沉,其絮凝性能是无机絮凝剂所无法达到的。在污泥脱水处理中阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)应用最为广泛,其作用机理: 电荷中和效应:污水(废水)中的胶体粒子悬浮液之所以能稳定存在,很大程度上就是由于粒子带电荷,电荷之间的排斥阻止它们相互接近。若在悬浮物中加入与胶体粒子带相反电荷的聚电解质,则可降低粒子的ζ电位,即将低表面电位,从而使胶体微粒脱稳,发生凝集沉降。

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污泥脱水聚丙烯酰胺

    聚丙烯酰胺脱水作用机理:

    聚丙烯酰胺作为最常用的有机高分子絮凝剂处理污泥,可以迅速引起聚沉,其絮凝性能是无机絮凝剂所无法达到的。在污泥脱水处理中阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)应用最为广泛,其作用机理:

    电荷中和效应:污水(废水)中的胶体粒子悬浮液之所以能稳定存在,很大程度上就是由于粒子带电荷,电荷之间的排斥阻止它们相互接近。若在悬浮物中加入与胶体粒子带相反电荷的聚电解质,则可降低粒子的ζ电位,即将低表面电位,从而使胶体微粒脱稳,发生凝集沉降。

    吸附架桥作用:聚丙烯酰胺的分子量很大,通过长碳键上的一些活性官能团可以吸附在分散体系中的微粒上。由于PAM是较长的线性结构,每个链段上都有对应的特定官能团,可以在同一高分子上吸附多个微粒,因而在微粒间起了联系的作用,这种联系作用称为架桥作用。CPAM加入后首先吸附在污泥胶粒表面。起初,CPAM的浓度较低时,吸附在胶粒表面的高分子长链可能同时吸附在另一颗粒的表面上,通过这种“架桥”方式将两个或更多的胶粒连在一起,从而导致絮凝,这就是发生高分子絮凝作用的“架桥”机理。

    污泥颗粒的碰撞几率:污泥颗粒被CPAM桥联,则CPAM必须能跨越胶体颗粒间的双电层的排斥作用范围,即CPAM跨越胶体颗粒间的相互作用能时,架桥才成为可能,原理下图所示,虚线表示扩散层的范围。从图3中我们不难看出,在低离子强度下静电斥力阻碍架桥发生。若要改善这种情况,就需要外界提供能量,迫使胶粒运动,增加碰撞几率。最直接有效的方法就是对加入药剂后的体系进行机械搅拌,施加适当的剪切力。提高颗粒碰撞的几率。此外,机械搅拌能使形成的絮凝体在污泥层中受到相互摩擦和挤压作用,从而有利于形成密实的颗粒群。


    聚丙烯酰胺分子式聚丙烯酰胺高分子絮凝架桥机理
    聚丙烯酰胺分子式.jpg聚丙烯酰胺高分子架桥絮凝机理.jpg

    影响聚丙烯酰胺用量的因素:

    污泥性质:按照污泥含有的主要成分不同,污泥可分为有机污泥和无机污泥。一般来说阳离子聚丙烯酰胺用于处理有机污泥,阴离子聚丙烯酰胺用于处理无机污泥,碱性很强时不易用阳离子聚丙烯酰胺,而酸性很强时不宜用阴离子聚丙烯酰胺。一般活性污泥耗药量较高,而热处理过的污泥耗药量低。

    污泥浓度:污泥浓度应控制在一定范围内,可以达到较理想的效果,如果污泥浓度过高处理效率会下降,聚丙烯酰胺脱水剂使用量也会增大,同一种污泥,浓度越高,脱水越易,吨干泥耗药量越低。

    处理温度:污泥处理温度在25~30摄氏度时,效果更好,温度低时应加大聚丙烯酰胺的投加量,这也是南北两地季节性能用药差别较大的主要原因;

    有机物含量:污泥中有机物含量越高聚丙烯酰胺脱水剂投加量也应随之增加。

    污泥脱水聚丙烯酰胺的选型:

    离子度:阳离子度是CPAM分子链所带的电荷密度。阳离子度是絮凝效果的决定因素之一。离子度过低,絮团很小或者没有效果。离子度过高,污泥絮团会因过量电荷而排斥。因此针对所要脱水的污泥,可用不同离子度的絮凝剂通过小实验进行筛选,选出更佳合适的聚丙烯酰胺,这样即可以取得更佳絮凝剂效果,又可使加药量最少,节约成本。选离子度关键看:

    (1)絮团的大小:絮团太小会影响排水的速度,絮团太大会使絮团束缚较多水而降低泥饼干度。通过选择聚丙烯酰胺的分子量可以调整絮团的大小。

    (2)絮团强度(含水率):絮团在剪切作用下应保持稳定而不破碎。提高聚丙烯酰胺分子量或者选择合适的分子结构有助于提高絮团稳定性。市政污水(有机物含量高)一般选择阳离子度为40-60的PAM。造纸污水(有机物含量低)一般10-30即可。

    分子量:分子量的选择通常根据压滤机的机型进行。分子量的大小决定絮团的大小及絮团紧密松散程度。带式压滤机要求反应速度快、絮团大小适中、滤水性好,因此,分子量不宜过高。离心机要求絮团大且紧密,抗剪切力强,因此选择分子量要高。就阳离子聚丙烯酰胺来说,对于同样污泥,和离心脱水机相比,带式压力脱水机要求调理剂的阳离子度较高、而投加量较少。

    污泥脱水聚丙烯酰胺的使用方法

    聚丙烯酰胺在使用之前一般都需配制成0.1 %~0.5%的稀释溶液备用,配制好的溶液更好不要存放太长时间才用,这个浓度范围的溶液在使用之前还需要近一步稀释成0.01~0.05 的溶液,原因就是可以更有助于絮凝剂在悬浮体系中的分散,可以降低用量,而且可以取得更好的絮凝效果


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