我们选择了均聚共水解法合成的APAM进行实验,以评价其絮凝性能。我们选 择湖北省某化工厂的废水作为处理对象,并与该厂使用的絮凝剂HZ-1进行了性能 对比。
4.1实验部分4.1.1主要原料及试剂氢氧化钠;碳酸钠:EDTA,以上药品均为化学纯,国药集团化学试剂有限公司; 絮凝剂HZ-1,市售,分子量约1500万。APAM,自制,分子置2100万。
4.1.2实验仪器JJ-4型六联电动搅拌器,金坛市中大仪器厂;PHB*1型pH计,上海宇隆仪器有限 公司;电子天平?,超级恒温水浴;QZ201L散射式浊度仪,苏州市青安仪器有限公 司。
4.1.3絮凝性能评价将APAM分别配成不同浓度的水溶液,然后分别滴加到盛有500mL试验污水 的lOOOrnL烧杯中,并在六联搅拌机上先以100r/min的速度快速搅拌5分钟,使絮 凝剂与污水充分作用,然后降低转速到30r/min,再慢速搅拌5分钟,静置10分钟 后,分出上层清液和下层沉淀,用移液管小心取出部分上清液。同时,在相同条件 下,用絮凝剂HZ-1进行对照试验。
用QZ201L散射式浊度仪测定上清液的浊度。并按照下式计算浊度去除率:浊度去除率=原污水—絮凝后 池度原污水按照GB11914-89测定上清液的<:00?值。按照下式计算COD?去除率:C〇Dcr原污水一CODcr絮凝后 C〇Dcr原污水CODc;r去除率:m4.2结果与讨论4.2.1絮凝剂的投药置对处理效果的影响80-—I11r6040-200絮凝剂的投药量是评价絮凝剂好坏的重要依据。好的絮凝剂要满足以下几个要 求:①絮凝效果好;②投药量少以达到降低成本的目的;③在最佳投药量附近,絮 凝效果波动比较小,以减少实际应用过程中由于投药量的波动而引起絮凝效果的剧 烈波动。图4.1是APAM和HZ-1的投药量与剩余浊度的关系。
048疫药量(mg/L)
图4. 1剩余浊度与投药量的关系由图4.1可以看出,用APAM处理的污水剩余浊度低,说明其絮凝效果比HZ-1 好;而且投药量少(APAM的最佳投药量在4mg/L左右,而HZ-1的最佳投药量在 8mg/L左右);同时,APAM的投药量在(3—10)mg/L时,污水剩余浊度变化较小, 而用HZ-1处理的污水剩余浊度则变化比较剧烈。
此外,我们还可以看到,当APAM的投药量增加到10mg/L时,剩余浊度略有 上升。这是因为APAM的絮凝机理属吸附架桥机理,当投药量适当时,污水中悬浮 的胶体粒子之间就会产生有效的吸附架桥作用,并形成絮体;若APAM过量,则架 桥作用所必须的粒子表面吸附活性点少了,架桥因而变得困难,同时,由于粒子间 的相互排斥作用而出现分散稳定现象。所以,当APAM投药量过多时,污水的剩余 浊度会略有上升。
4.2.2污水的pH值对处理效果的影响9.07.05.09.07.05.0工厂生产过程中,由于操作条件的变动,往往会造成所排放污水的pH值发生 变化。而不同pH值的污水中粒子所带电荷的差别,会影响絮凝剂的处理效果。图 4.2是处理不同pH值的污水时剩余浊度和絮凝剂投药量的关系》
*?*I*****I*246810投药量(mg/L)
图4.2不同pH值下剩余浊度与投药量的关系由图4.2可以看出,不管APAM还是HZ-1,碱性条件下的处理效果均略优于 酸性条件下的处理效果。这是由于pH值对胶体颗粒表面电荷的〖电位有很大的影 响,继而影响絮凝剂的性质和作用。在碱性条件下,污水中的胶体表面〖电位下降, 扩散层变薄,胶体之间容易接近而脱稳,因此胶粒下沉快,除去效果好,剩余浊度 低。随着pH值的降低,胶粒被过多的相反电荷包裹,胶粒表面电荷变号而重新稳 定,处理效果下降,剩余浊度较高。
从图4.2还可以看出,在各不同pH值条件下,APAM的处理效果均明显优于 HZ-1。而且在不同pH条件下,APAM的处理效果没有太大的变化,而HZ-1的处 理效果则变化比较大,这说明APAM对pH值的适应性比HZ-1要好。
4. 2. 3温度对处理效果的影响图4.3为不同温度下,剩余浊度与絮凝剂投药量的关系由图4.3可以看出,在所做试验投药量范围内,40*C时的絮凝效果略好于20 X:。这可能是由于在较髙温度下,絮凝剂溶解更好,在溶液中大分子骨架更为舒展 所致。
4.2.4污水的浊度去除率和C0D?去除率在pH=7.0,温度为20’C,APAM和HZ^l用量分别为4mg/L和8mg/L时,污 水处理后的数据如表4.1。
表4.1污水的浊度去除率和COD^去除率污水浊度处理后浊浊度去污水 处理后CODcr(mg/L)度(mg/L)除率CODCI(mg/L) CODcr(mg/L)去除率APAM 81.34.0395.04%147.7 20.286.32%HZ-1 81.323.670.97%147.7 46.168.79%由表4.1可以看出,APAM不仅用量小,而且处理效果明显优于HZ-1。
4. 3小结(1)APAM处理化工废水时,其处理效果受温度、pH值、投药量等因素的影响,与 HZ-1相比,APAM所受影响更小,操作弹性更大。
(2)用APAM处理某化工厂的生产污水,在pH=7.0,温度为2(TC,用量为4mg/L 时,浊度去除率达到95.04%,CODCT去除率86.32%。与HZ*1相比,APAM具 有用量小、效果好等优点。
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