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聚丙烯酰胺PAM絮凝劑處理高渾濁廢水效果好

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聚丙烯酰胺PAM絮凝劑處理高渾濁廢水效果好

聚丙烯酰胺作為高分子混凝劑對(duì)水中懸浮物的行為服從朗格茂等溫吸附式,并以架橋方式使水中懸浮物結(jié)成聚集體以擁擠沉降形式下沉,本文從上述兩個(gè)基本觀點(diǎn)出發(fā),推導(dǎo)出聚丙烯酰胺處理高渾濁水時(shí),混凝劑劑量與渾液面沉降速度的關(guān)系式: C0.5/(V-V0)2-Z/4(1+Z)=A+BC 從而求得較佳劑量與水中含沙量的關(guān)系式: CO0.5=K0.5[mS 或 C0=K[2mS2 和較優(yōu)劑量與含沙量的關(guān)系式: Cp0.5=0.61K0.5[mS 或 Cp0.5=0.37K[2mS2 Cp0.5=0.5 1K0.5[mS 或 Cp0.5=0.26K[2mS2  并通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)予以驗(yàn)證,將試驗(yàn)求得較優(yōu)劑量來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。 采用聚丙烯酰胺處理高渾濁水是我國(guó)西北地區(qū)水處理的重要手段。不少研究者證明,作為高聚物的聚丙烯酰胺投入水中之后,將吸附于水中懸浮物的表面,并服從朗格茂等溫吸附模型。聚丙烯酰胺以其分子鏈的一部分附著在懸浮顆粒表面一個(gè)或多個(gè)吸附位置上,而其余部分則延伸到水中,這些延伸段與另一些懸浮顆粒上尚有吸附能力的空間位置相接觸時(shí),即完成架橋作用。于是懸浮顆粒聚集至一定大小的團(tuán)粒,它的大小只受對(duì)系統(tǒng)的攪拌強(qiáng)度引起的剪切梯度和開(kāi)始被吸附在顆粒表面上的聚合物的總數(shù)所控制;如果吸附位置被很多高分子聚合物鏈段占去,就將妨礙架橋作用的進(jìn)行;如果全部吸附位置被占去,架橋作用就*終止。相反,如果僅少數(shù)吸附位置被占去,架橋作用就將難于抵抗由于攪拌所產(chǎn)生的剪切刀。 西北地區(qū)高渾濁水泥沙含量極大,有時(shí)達(dá)300kg/m3以上,但其中85%以上粒徑大于5μ,易于被聚丙烯酰胺(以下簡(jiǎn)稱PAM)所吸附,生成大的聚集體,加速其沉降。由于微小的泥粒,有一定的凝聚穩(wěn)定性,不易被吸附,故澄清水有較高的剩余濁度。若同時(shí)加入無(wú)機(jī)混凝劑進(jìn)行脫穩(wěn),則澄清水濁度可得到改善。PAM系非電性混凝劑,經(jīng)部分水解后成為陰離子型混凝劑(簡(jiǎn)稱為HPAM),可提高其混凝效果。本文僅就HPAM劑量與泥沙沉速的關(guān)系進(jìn)行分析探討。 一、HPAM劑量與泥沙沉速的關(guān)系  高渾濁水中泥沙的沉降與單個(gè)顆粒泥沙的沉降不同,它是以清渾水交界面(渾液面)向下沉降的形式進(jìn)行的。分為四個(gè)階段。一階段為加速沉降;第二階段為等速擁擠沉降;第三、第四階段為壓擠沉降。這里主要討論等速擁擠沉降階段的沉降速度,它是決定處理效果的主要技術(shù)參數(shù)。 1.泥沙吸附混凝劑后的表面復(fù)蓋率   前已述及泥粒表面吸附混凝劑的數(shù)量與水處理效果有很大影響,并符合朗格茂等溫吸附式。現(xiàn)將吸附的數(shù)量用復(fù)蓋率表示。按朗格茂等溫吸附式:Ce/Ca/S=1+KCe/[mK=1/ mK +Ce/[m  (1)式中:Ce——PAM在水中的平衡濃度;  Ca——吸附于泥沙表面上的HPAM濃度;  S——泥沙濃度; [m——泥沙的飽和吸附量;  K——平衡常數(shù)。  加入的HPAM劑量  C=Ce+Ca (2)  泥沙表面的復(fù)蓋率  θ=Ca/[mS(3) 利用一些數(shù)學(xué)上的運(yùn)算,可以得到加入混凝劑后,水中泥沙表面復(fù)蓋率與劑量的關(guān)系式: θ=C/1+K[mS/K+C/1+ K[mS (4) 以及 1-θ=1+ K[mS /K/1+K[mS/K+C/1+ K[mS(5)  然后可得 θ(1-θ)=(1+ K[mS /K)C/(1+ K[mS /K+ C/1+ K[mS)2 (6)   (4)、(5)式的詳細(xì)推導(dǎo)見(jiàn)文獻(xiàn)[略]  存在一個(gè)較佳復(fù)蓋率θ0,在此復(fù)蓋率下,顆粒較大,沉速較快。按照前述理論,較佳復(fù)蓋率應(yīng)為θ0=0.5。故與生產(chǎn)有關(guān)而需要研究的θ值范圍為0~0.5。在推導(dǎo)(4)、(5)、(6)式的過(guò)程中,做了一些數(shù)學(xué)上的近似簡(jiǎn)化處理,在復(fù)蓋率小于0.5(生產(chǎn)上實(shí)際的復(fù)蓋率遠(yuǎn)小于0.5)的條件下,沉速測(cè)定的精度范圍內(nèi),事實(shí)證明這些近似簡(jiǎn)化處理是可以允許的。

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