阳离子聚丙烯酰胺

    阳离子聚丙烯酰胺有机絮凝剂CPAM与聚合氯化铝PAC复合使用处理含油乳化废水技术，当阳离子聚丙烯酰胺有机絮凝剂CPAM与聚合氯化铝PAC复合使用时产生的絮凝体形体大且结构密实，易与水体分离，处理效果得到明显的改善，聚合氯化铝PAC的投加量得到明显的降低；阳离子聚丙烯酰胺有机絮凝剂CPAM与聚合氯化铝PAC复合使用时pH适用范围为：PAC+CPAM，9.0～7.0；PAC+PDA，9.5～6.5；较理想的反应时间为10min左右；阳离子絮凝剂宜在无机混凝剂投加一段时间后加入，这样可以充分发挥阳离子有机絮凝剂的作用。沼渣是由部分未分解的原料和新生的微生物菌啼组成，分为三部分：一是有机质30—50%，，腐植酸10—20%，对改良土壤起重要作用，二是氮磷钾等元素，满足生物的生长需要，三是未腐熟原料，施入农田继续发酵，释放肥效。投加少量CPAM或PDA可以提高气浮效果，出水水质得到改善，浮渣体积大大减少，含水率降低，易于后续处理。处理含油乳化废水时阳离子聚丙烯酰胺有机絮凝剂与无机混凝剂聚合氯化铝（PAC）复合使用效果更好。油污染作为一种常见的污染,对环境保护和生态平衡危害极大。目前,国内炼油厂含油污水处理采用的方法有重力分离法、浮选法、超声波法等。浮选是处理含油污水的重要工艺之一。聚丙烯酰胺浮选法,又称气浮法,是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理技术。浮选法的作用原理是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫层) ,然后使用适当的撇油器将油撇去。浮选过程中投加絮凝剂可明显提高浮选处理效果,是含油污水处理中应用Zui广、成本低的方法,因此,浮选过程中絮凝剂的选择是影响污水处理效果的关键。

试验用的活性污泥为含有不同电性的二种物质组成, 其中:含Al(OH)3 40%,有机挥发分50%。阳离子聚丙烯酰胺适用高速离心机、带式压滤机、板框压滤机等专用污泥脱水机械，具有形成絮团速度快，絮团粗大，耐挤压和剪切、成团性好，易与滤布剥离等特点。经电泳测定, Al(OH)3。为带正电荷微粒, 有机挥发分微粒则带负电荷, 因此对选用聚丙烯酰胺PAM的电性就不严格, 试验结果如表1, 表中数据是每种药剂都反复做了不同加药量试验, 在这些不同加药量中, 选择其中回收率高的一组, 以便对比优劣。试验说明, 用于污泥离心脱水的聚丙烯酰胺PAM分子量要足够高(约在50多万以上)才可达到回收率在95%以土的满意效果、至于离子型(由于污泥性质所决定)并不严格、用阴、非、阳型的均可, 表中虽然阳性的聚丙烯酰胺PAM用药量少, 而其处理泥量达不到设计指标。如果在试验中任何离子型都可达到满意的效果, 建议选用非离子聚丙烯酰胺, 因为这种药剂货源广, 成本低。

经聚丙烯酰胺PAM调质后污泥絮凝颗粒粒径、沉降后上清液的体积、比阻及泥饼含固率随聚丙烯酰胺PAM投加量的增加而发生变化。在水中投加混凝剂后，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。其中，A剂型聚丙烯酰胺PAM因水解度过低、E剂型聚丙烯酰胺PAM因相对分子质量过大对污泥调质的影响较小，改变投加量对污泥的沉降性能影响不大; 但对C和D剂型而言，随投加量的增加，污泥絮凝颗粒粒径和沉降后上清液的体积逐渐增大、比阻降低，泥饼含固率增高，当投加量达到75mg·L－1 后，粒径＞0.85mm的污泥絮凝颗粒组成和上清液体积达值，而此时比阻低，泥饼含固率，但当投加量超过该值时，反而降低． 这表明聚丙烯酰胺PAM投加量愈大，参与吸附架桥的PAM分子就越多，对污泥脱水、沉降性能的改善效果就越好，但当投加量超过某一点时，用量增多会导致絮凝剂分子自身缠绕使吸附架桥能力降低，因而，从污泥调质的角度来看，聚丙烯酰胺PAM存在一个用量。

本研究中，C、D 剂型聚丙烯酰胺PAM的用量为75 mg·L－1，此时以干污泥计，聚丙烯酰胺PAM投加率为1.7‰，即每吨干污泥需投加C、D剂型聚丙烯酰胺PAM均为1.7kg，低于在将阴离子聚丙烯酰胺PAM应用于污泥脱水研究中发现的投加率范围0.23%～0.31%，这可能是由聚丙烯酰胺PAM的相对分子质量、水解度及污泥性质不同所引起。它通过附、物理堵塞等作用堵塞地层孔隙和裂缝，调整比例，可控制凝胶时间，以适应不同地质清况。投加聚丙烯酰胺PAM之所以能改善城市污泥的沉降和脱水性能，与其通过吸附、表面反应、架桥等作用对污泥表面物质的影响有关。结果表明，污泥经A、B、C和D4种剂型聚丙烯酰胺PAM调质后，上清液中核酸、蛋白质和多糖浓度的变化趋势与污泥沉降后上清液体积(图3) 及泥饼含固率的变化(图5) 趋势相同，与污泥比阻的变化趋势相反(图4)。由于上清液中的核酸、蛋白质和多糖主要来自污泥中EPS的释放，其浓度的提高表明聚丙烯酰胺PAM促进了污泥表面EPS的脱落。还表明，向城市污泥投加阴离子聚丙烯酰胺PAM后，上清液中蛋白质和总糖浓度的变化幅度大于核酸，从变化趋势看，投加A、B、C 和D4种剂型聚丙烯酰胺PAM使上清液蛋白质、总糖和核酸浓度均高于未添加聚丙烯酰胺PAM的处理，而投加E剂型聚丙烯酰胺PAM使核酸浓度呈先降低再上升的趋势。这可能与它们在EPS中所占的比例和不同剂型聚丙烯酰胺PAM对EPS的作用强弱有关。在污泥中，糖类和蛋白质占EPS总量的70%～80%，而核酸所占比例较低。EPS的脱落降低了污泥表面的负电荷，增强了污泥的疏水性，使更多的结合水转变为自由水，有利于细小颗粒重新絮凝成紧实的大絮凝体，使污泥易于沉降，上清液体积增加，同时大的絮凝体可减轻过滤介质堵塞，降低污泥比阻，改善污泥脱水性能。

聚丙烯酰胺PAM对污泥上清液中蛋白质浓度的影响较核酸浓度大得多． 由图6b可见，随聚丙烯酰胺PAM投加量的增加，A 和B 剂型PAM 调理后污泥上清液中蛋白浓度逐渐升高，当投加量为150mg·L－1时，上清液中蛋白质浓度分别为11.45μg·mL－1和12.41μg·mL－1，较未加PAM 处理分别提高了34.0%和20.7%; C和D剂型聚丙烯酰胺PAM调理污泥上清液中蛋白质浓度则呈先快速上升再缓慢下降的趋势，在投加量为75mg·L－1时，上清液中蛋白质浓度均达，分别为14.01μg·mL－1和16.70μg·mL－1，较未加聚丙烯酰胺PAM处理分别提高了43.7%和68.0%; 而E剂型聚丙烯酰胺PAM调理后上清液中蛋白质浓度则呈先下降再快速上升的趋势。阳离子聚丙烯酰胺应用范围工业废水处理：对于悬浮颗粒，较出、浓度高、粒子带阳电荷，水的PH值为中性或碱性的污水，钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理，效果好。

   聚丙烯酰胺PAM剂型和用量对污泥上清液中总糖浓度的影响见图6c． 随PAM 投加量的增加，经A、B和E型聚丙烯酰胺PAM调理的污泥上清液中总糖浓度提高，当投加量增至150mg·L－1时，上清液中总糖浓度较未加聚丙烯酰胺PAM处理分别提高了56.2%、66.1%和55.8%。PAM的施用量越大，保水效果就越好，但是，当施用量过大时，反而会起到相反的效果。C和D剂型聚丙烯酰胺PAM调理的污泥上清液中总糖浓度均呈先升高后降低的趋势，在投加量为75mg·L－1时，上清液中总糖浓度较高，分别为16.00μg·mL－1和16.35μg·mL－1，较未加聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺PAM处理分别提高了68.3%和76.7%。在试验的PAM投加量范围内，C与D剂型、A 和B剂型调理污泥的上清液中总糖浓度差异不明显。