不同类型高分子絮凝剂处理高浊度水的沉淀浓缩性能的比较

不同类型高分子絮凝剂处理高浊度水的沉淀浓缩性能的比较摘要：从浓缩和除浊两方面比较不同类型的高分子絮凝剂处理高浊度水时的沉淀浓缩性能，同时探求在处理高浊度水时，一定条件和要求下高分子絮凝剂投药量与原水混液面自然沉速的相关性。关键字：高分子絮凝剂沉淀浓缩性能除浊近年来，高高分子絮凝剂剂越来越多地地用于水处理理领域。由于于投加高分子子絮凝剂后，絮絮体的沉速较较大，所产生生污泥比较密密实且投药量量较无机混凝凝剂少，因此此在高浊度水水处理中，采采用高分子絮絮凝剂已得到到了大家的公公认。高分子子絮凝剂按其其基团带电性性可分为：非非离子型、阳阳离子型和阴阴离子型三类类。国内对于于非离子型和和阴离子型高高分子絮凝剂剂（如聚丙烯烯酰胺（PAM）等）的应应用研究已开开展了很多年年，PAM已成功地用用于黄河高浊浊度水的处理理，但新近投投入市场的阳阳离子型则处处于实验阶段段。本项研究究通过不同类类型高分子絮絮凝剂对高浊浊度水沉淀浓浓缩性能的比比较，拟探讨讨分子量、基基团带电性及及投药量对沉沉速、浓缩污污泥浓度、余余浊的影响，同同时结合以前前的工作及本本次实验结果果，探求在一一定条件高分分子絮凝剂投投药量与浑液液面自然沉速速的相关性。1实验条件实验采用西西安黄土和黄黄河泥沙，黄黄河泥沙取自自黄河宁夏大大坝段，西安安黄土取自地地表下2—5米、无明显显杂质。将两两种泥用西安安市市政自来来水人工搅拌拌浸泡7日，浸透的的泥浆配成含含砂量200kgg/m3左右的原水水，根据实验验要求配至需需要的浓度。两两种泥样的颗颗分曲线如图图1。实验采用的高分分子絮凝剂主主要性能见表表1：实验用高分子絮絮凝剂主要性性能表1编号类型名称分子量（万）阳离子度状态产地1阴离子型聚丙烯酰胺(PPAM)583—干粉甘肃白银2聚丙烯酰胺(PPAM900—干粉广州3非离子型聚氧化乙烯（PPEO）——干粉俄罗斯4阳离子型聚丙烯酰胺（PPAM）——干粉甘肃白银5T—34501000~12200中等干粉开广公司6FO4240SSH1200中等干粉SNF公司7FO4550SSH1500较强干粉SNF公司8FO4698SSH1400很强干粉SNF公司9FO49901200极强干粉SNF公司10HCA8弱凝胶太仓化工厂采用沉降筒筒实验，检测测数据包括：：浑液面自然然沉速及絮凝凝沉速(mm/ss),90分钟后上清清液余浊(NTU)),由沉降曲线线根据肯奇理理论计算沉降降90min后的沉泥浓浓度(kg/m3)。2实验结果及及分析2.1阴阴离子絮凝剂剂的沉降性能能比较不同品品种阴离子絮絮凝剂的沉降降性能如表2：不同品种阴离子子絮凝剂的沉沉降性能表2药剂分子量(万）原水浓度(kgg/m3)投药量(mg//l)絮凝沉速(mmm/s)浓缩浓度(kgg/m3)余浊(NTU))PAM(白银银)583501.01.59582.11621005.00.48441.781.915010.00.46447.246.1PAM(广州州)900501.00.85435.81871005.00.36386.310315010.00.30422.547.1由表2中的的结果可知，在在相同条件下下，投加低分分子量的PAM时絮体沉速速较大，浓缩缩污泥密实，且且上清液余浊浊较小。2.2阳离子度的的影响阳离子子度反映了合合成絮凝剂的的单体上正电电荷的电性强强弱。采用不不同阳离子度度的阳离子絮絮凝剂，用西西安黄土配成成的水样进行行沉降筒实验验，结果如表表3：不同阳离子度的的阳离子絮凝凝剂的比较表3原水浓度(kgg/m3)药剂阳离子度投药量(mg//l)絮凝沉速(mmm/s)浓缩浓度(kgg/m3)余浊(NTU))50(西安黄黄土)FO4240SSH中等3.00.58390.7133FO4550SSH较强1.03397.0105FO4698SSH很强1.20439.268.4FO4990极强1.30458.849.2HCA弱5.00.15265.3110T3450中等0.40315.4118从实验结果果可以看出，随随阳离子度的的增大，阳离离子絮凝剂的的沉降性能愈愈好，但增加加到一定程度度后，阳离子子度对沉降性性能的影响变变得比较迟缓缓，因此在实实际生产中，没没有必要一味味追求高的阳阳离子度。2.3基团带电性性的影响为使线线型分子链在在水溶液中充充分伸展，增增强架桥和卷卷扫沉淀作用用，一般在非非离子型高分分子絮凝剂的的构造单体中中引入带电的的官能基，使使其转化阴离离子型或阳离离子型。三种种类型高分子子絮凝剂处理理高浊度水的的效果见表4：不同类型高分子子絮凝剂沉淀淀浓缩性能得得比较表4药剂原水浓度(kkg/m3)投药量(mgg/l)絮凝沉速(mmm/s)浓缩浓度(kkg/m3)余浊(NTU))阴离子型PAMM501.51.87470162聚氧化乙烯PFFO0.28410141阳离子型PAMM0.49400137计算结果表表明，在高浊浊度水沉降浓浓缩中，电性性中和不如吸吸附架桥的作作用强烈，投投加阴离子型型絮凝剂，浑浑液面沉速较较大、沉泥浓浓度高，但上上清液浊度也也比较大。所所以，可以认认为：处理高高浊度水时，在在相同条件下下，投加阴离离子型高分子子絮凝剂可获获得较大的浑浑液面沉速和和较强的浓缩缩能力，而阳阳离子型和非非离子型絮凝凝剂的除浊能能力强。有鉴鉴于此，在高高浊度水处理理的实践中，应应区分处理目目的是除浊还还是浓缩，根根据实际要求求选用不同类类型的高分子子絮凝剂。3浑液面自然然静沉沉速与与投药量的相相关性研究表明，在在高浊度水处处理中，高分分子絮凝剂投投药量与泥砂砂颗粒总表面面积及含砂量量有如下关系系：（1）式中：Dii——在某一确定定的等速段沉沉速时PAM的投量（kg/l）；Sp——水中泥砂颗颗粒总表面积积（m2/m3）；S0——水中泥砂颗颗粒比表面积积（m2/kg）；Cw——含砂量（kg/m3）；ai,bi——相应等速段段沉速时的经经验系数。另一方面，高高浊度水自然然静沉的实验验表明，浑液液面的自然沉沉速u与含砂量及及泥砂粒度因因素有关，西西安建筑科技技大学金同轨轨给出了如下下的经验公式式：（2）式中：u———浑液面自然然沉速（mm/s）；α,β——经验系数；S0——质量比表面面积（m2/kg）。式（1），（2）给出了下下面的关系：：（3）通过这个关关系，可以推推测：u与D有相关性，即即u=f3（D）。此关系系通过以下的的实验来得到到验证，即：：一定的自然然沉速对应一一定的含砂量量及粒度，具具有该含砂量量及粒度的泥泥浆在一定絮絮凝沉速下有有一定的投药药量。在不同同絮凝沉速条条件下自然沉沉速与对应的的原水投药量量的关系见图图2。从图2可以以看出，u与D具有很好的的相关性，对对曲线拟合得得到如下形式式的经验关系系：（4）式中：k11，k2——对应不同絮絮凝沉速的经经验系数。这样，在实实际处理一定定组成的高浊浊水时，可以以借助于实验验得到的经验验关系，根据据浑液面自然然沉速以及所所期望达到的的絮凝速度确确定高分子絮絮凝剂的投药药量，从而避避免对泥砂进进行颗粒分析析和测定含砂砂量带来的麻麻烦，简化实实际操作。4结论4.1阴阴离子型高分分子絮凝剂具具有较好的絮絮凝沉速和浓浓缩性能；阳阳离子型与非非离子型高分分子絮凝剂的的除浊能力较较强。相对而而言，非离子子型絮凝剂的的絮凝沉速很很小。4.2随阳离子絮絮凝剂的阳离离子度增加，其其处理高浊水水的混凝沉降降性能愈好，但但没有必要追追求过高