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。