聚丙烯酰胺在净水生产中助凝应用研究

1 / 7 聚丙烯酰胺在净水生产中助凝应用研究 摘要：多年来，我公司在供水生产中，有时尽管调整投矾量和 ，原水仍然难以净化处理好。以往凡是遇到原水难净化时，唯有大幅度减产保质供水。这种措施不但使供水量和服务水压下降而严重影响市民正常用水，而且公司的经济效益亦受到损失。为了彻底解决这个净水生产中的大难题，从 1991 年开始在公司属下的供水厂以聚丙烯酰胺为助凝剂进行了深入的生产性应用试验，获得了令人满意的助凝沉淀效果。 关键词：聚丙烯酰胺净水生产助凝应用研究 一、实验部分 六组搅拌叶片的混 凝搅拌机； 浊度计和 ； 聚丙烯酰胺； 氢氧化钠； 硫酸铝或聚合氯化铝； 怀； 各种刻度吸管等。 按给水处理和水处理工程理论与应用中介绍的凝聚试验方法，模拟净水生产工艺的混合搅拌条件，搅拌转2 / 7 速为 150r/拌时间 3凝反应搅拌条件，搅拌转速为 50r/拌时间 10察并记录矾花形成情况，静止沉淀 10时观察并记录矾花沉淀情况的和检测上清液浊度及 。当原水出现常规净水方法不能净化处理的情况时，首先应进行最优投矾量试验 ，选出最佳投矾量，然后进行模拟净水生产的助凝沉降试验，最后将助凝试验结果运用到净水生产实际中。 二、实验结果 我公司规定待滤水浊度控制 5表 1 至表 3 的结果表明：投加适量的助凝剂就能使待滤水浊度 5丙烯酰胺作为净水助凝剂，其最佳投加量是 之间。在净水生产实际应用中也证明了投加量少于 时它的助凝效果不显著。超过 时它的助凝作用过快，形成的矾花粒特大，易造成大量的污泥沉积在反应池的后部和沉淀池的前部，沉淀池的长度和面 积不能充分利用和影响反应沉淀效果。 聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，它的投入点是决定助凝沉淀效果好坏的关键 表 4 的试验结果和我们在净水生产中实际应用结果表明：在絮凝反应总时间的 1/2 至 2/3 之间加入聚丙烯酰胺可3 / 7 获得最佳助凝沉淀效果。如果和混凝剂同时投加则毫无助凝效果；如果在絮凝反应总时间的前或后 1/3 的时间时里加入，其助凝效果都不显著，过早加入，细小的矾花未形成，过迟加入其聚合网捕作用时间不充分。所以过早或过迟投加聚丙烯酰胺它的助凝效果都无法发挥。 三、聚丙烯酰胺水解 在溶解聚丙烯酰胺 的同时加入一定比例的氢氧化钠，溶解后放置 8h 左右使它充分水解，经水解后可使聚丙烯酰胺卷曲的高分子链充分伸展开，见图 1 和图 2。伸展的聚丙烯酰胺高分子长链大大地增加了它和细小矾花颗粒相碰和吸附的机会，使聚丙烯酰胺的吸附架桥网捕作用得到充分的发挥，从而进一步提高助凝效果。从生产实际应用的经验表明，现配现用的水解化要大一些，一般选用 1： 宜，即 1氧化钠。如果水解时间能满足 8h，水解比应选用 1： 解比过大会造成净化后的水质 严重升高。如果 使用水解度为 30%以上的阴离子型聚丙烯酰胺，即可免水解步骤。 四、生产应用 自 1991 年初以来，我公司属下供水厂凡是遇到原水水质不能用常规净化方法净化时和超负荷生产供水时，均采用聚丙烯酰胺作为净水助凝剂。多年来，助凝剂聚丙烯酰胺为我公司保质保量供水发挥了重的作用，获得了显著的经济效4 / 7 益和社会效益。如我公司第二水厂未投产前几年，由于采用聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，石湾水厂 1991年多供水 1992 多供水 1993 多供水 前在我们公司属下的全部水厂使用聚丙烯酰胺作为净水助凝 剂，不但能够保量优质供水，而且为净水生产管理带来了方便，制 水成本不但不会增加，反而由于应用了聚丙烯酰胺而大大地提高了絮凝沉淀效果，减少 1/3 以上的混凝剂用量，也大大地提高了沉淀池的制水能力。因此降低了制水总成本。 在生产实际应用中，使用粉末状的固体聚丙烯酰胺高分子助凝剂，通常用自动送粉器或简易分散器等定量送粉，使其在一定量的水中分散溶解之后，再通过计量泵投加到反应池中。其一般的流程见图 3。 在溶解时，如果只是简单地将聚丙烯酰胺投入水中，就会形成块状，即使长时间搅拌也不溶解，不仅是徒劳，而且容易造成投加系统堵塞事故。因此一般采用分散器溶解水和粉末接触分散呈薄膜状态。在自动送粉器中，一般装有分散器。在用手工分散时，使用如图 4 所未的简易分散器。 完全溶解的聚丙烯酰胺投加到反应池的中段处，利用水的流动作用，可使细小的絮凝体与聚丙烯酰胺均匀结合形成大而结实的矾花。如果人为地增设混合措施则千万絮凝体被破坏而失去助凝作用。不需要辅助混合设施是此方法的一大5 / 7 优点。只要在反应总时段的 1/2 至 2/3 之间加入溶解好的 助凝剂聚丙烯酰胺，即可获得理想的助凝沉淀效果。 五、卫生安全性 聚丙烯酰胺作为饮用水的净水助凝剂，它的毒性如何是人们普遍关心的问题。根据国内外大量的动物急、慢性毒理实验证明，聚丙烯酰胺高分子絮凝剂属“三无”产品。而且通过小白鼠和大白鼠急性灌胃给药实验证明，未引起动物死亡，亦未出现任何中毒症状。因引聚丙烯酰胺属安全性极高的产品。但是聚丙烯酰胺在饮用水处理中的应用时需考虑丙烯酰胺单体的含量，欧共体国家对此的标准为 ，美国为 , 我国的规定是经常性使用时为 ，非经常使用时为 。而我们使用的聚丙烯酰 胺是优等品，聚丙烯酰胺的投加量也在欧共体的标准 以内。所以我们采用的聚丙烯酰胺作为饮用水的净水助凝剂是无毒无副作用、卫生安全可靠的。 六、应用中的几点体会 佳投加点是在净水生产絮凝反应总时段中的 1/2 至 2/3 之间。 获得最佳助凝效果的用量幅度很小，其最佳投加量是 之间。超出6 / 7 这个范围会不起作 用或很容易起坏作用。 须充分搅拌溶解后才能投加使用。否则不能发挥它应有的高效助凝效果，还会造成投加系统堵塞、封闭滤池表面破坏滤池效率、大大缩短滤池的反冲洗周期等不良后果。溶解时搅拌速度应控制在400 1000r/解搅拌时间 1h 左右为宜。低温季节水温低、难溶解，用热水可缩短溶解时间。但水温不能超过60 。 保证均匀混合。聚丙烯酰胺浓度为 右既利于搅拌溶解又便于投加使用，而且助凝效果最佳。聚丙烯酰胺使用溶液不宜存放超过10 天，也不能与铁器接触，溶解水水温不能超过 60 。因为这些都能造成聚丙烯酰胺分子链断开而失去助凝效果，而且造成出厂水的丙烯酰胺单体含量超标的不良后果。 解时间要 8佳水解比是 1： 1:实际生产中经常是应急使用，如无充足的水解时间，可通过加大水解比来达到较好水解的目的。现配现用的水解比是 1： 为适合。 须采用高聚合度的聚丙烯酰胺作为饮用水的净水助凝剂，要求使用丙烯酰胺单体含量 低于 产品。 5%左右供水