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，本文從上述兩個基本觀點出發(fā)，推導(dǎo)出聚丙烯酰胺處理高渾濁水時，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 　并通過試驗數(shù)據(jù)予以驗證，將試驗求得較優(yōu)劑量來指導(dǎo)生產(chǎn)。 采用聚丙烯酰胺處理高渾濁水是我國西北地區(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或多個吸附位置上，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，即完成架橋作用。于是懸浮顆粒聚集至一定大小的團(tuán)粒，它的大小只受對系統(tǒng)的攪拌強(qiáng)度引起的剪切梯度和開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。若同時加入無機(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)見文獻(xiàn)［略］ 　存在一個較佳復(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)式的過程中，做了一些數(shù)學(xué)上的近似簡化處理，在復(fù)蓋率小于0.5（生產(chǎn)上實際的復(fù)蓋率遠(yuǎn)小于0.5）的條件下，沉速測定的精度范圍內(nèi)，事實證明這些近似簡化處理是可以允許的。