对于自来水污泥脱水处理大家都知道投加相应量的聚丙烯酰胺PAM聚丙烯酰胺，进行预处理。但是考虑到成本价格，很多自来水厂对于污泥脱水处理就要采取合理聚丙烯酰胺选型。为了能够使聚丙烯酰胺能够快速有效的选型，我们有必要采取我们经常的小实验方法。使用实验分析污泥脱水处理聚丙烯酰胺PAM聚丙烯酰胺选型。
聚丙烯酰胺实验分析：
污泥和聚丙烯酰胺污泥取####水厂的沉淀池,经自然浓缩到含固率为2.7%～2.8%后进行测定,其有机物含量为12.1%,ＳｉＯ2含量为52.1%,Ａｌ2Ｏ3含量为20.2%。试验选用阳离子和阴离子两种类型的聚丙烯酰胺ＰＡＭ。阳离子型ＰＡＭ为ＭＬＴ22Ｓ型,分子质量为390×104ｕ,丙烯酰胺单体含量为0.012%;阴离子型ＰＡＭ为ＡＮ910ＰＷＧ型,分子质量为1423.6×104ｕ,丙烯酰胺单体含量为0.013%。两种ＰＡＭ的浓度均为0.05%,于冰箱冷藏24ｈ后使用。
试验方法和设备污泥的ＰＡＭ聚丙烯酰胺预处理：取100ｍＬ污泥放入300ｍＬ的烧杯中,采用六联搅拌机以100ｒ/ｍｉｎ的转速快速搅拌30ｓ后迅速加入配制好的ＰＡＭ,继续以100ｒ/ｍｉｎ的转速搅拌30ｓ,然后降低转速到20～30ｒ/ｍｉｎ再慢速搅拌60ｓ。分别测定预处理后污泥的比阻、毛细吸水时间(ＣＳＴ)及过滤液和离心液的粘度。比阻按Ｃｏａｃｋｌｅｙ提出的方法进行测定,布氏漏斗的直径为80ｍｍ,滤纸采用 70ｍｍ定量中速滤纸,控制真空度为0.01ＭＰａ,重复3次取平均值;ＣＳＴ采用Ｔｒｉｔｏｎ2000型毛细吸水时间测定仪测定,滤纸为Ｗｈａｔｍａｎ17级层析滤纸,试验重复10次取平均值;粘度采用毛细管内径为0.55ｍｍ的乌氏粘度计测定,并用恒温水浴(Ｈ76-1型玻璃恒温水浴锅)控制水温为30℃。滤液采用比阻试验的过滤液;取100ｍＬ预处理后的污泥,采用医用离心机在2000ｒ/ｍｉｎ下离心5ｍｉｎ,所得上清液即为离心液。粘度测量重复10次,控制误差<0.2ｓ。
ＰＡＭ聚丙烯酰胺实验分析结果与讨论
实验分析不同类型ＰＡＭ聚丙烯酰胺的预处理效果比较选用阳离子型和阴离子型的聚丙烯酰胺ＰＡＭ进行试验。
由图1可知,投加了两种类型的ＰＡＭ聚丙烯酰胺后污泥比阻都降低了近2个数量级,显著改善了污泥的脱水性能。当ＡＮ910ＰＷＧ型聚丙烯酰胺ＰＡＭ的投量为0.3ｋｇ/ｔ干泥时,污泥比阻值降到(脱水性能),而ＭＬＴ22Ｓ型ＰＡＭ的投量为1.5ｋｇ/ｔ干泥。自来水厂污泥的成分以含泥沙等无机物的胶粒为主,且在净水过程中已投加过铝盐或铁盐混凝剂,胶粒Ｚｅｔａ电位的负电性明显降低,所以ＰＡＭ预处理自来水厂污泥的主要作用机理是吸附架桥。与阳离子型ＰＡＭ相比,阴离子型ＰＡＭ通常分子质量较大,聚合度较高,分子链较长,因而吸附架桥能力强,预处理效果好,投量也较低。
阴离子型聚丙烯酰胺ＰＡＭ的价格也仅为阳离子型聚丙烯酰胺ＰＡＭ的1/2,因此阴离子型聚丙烯酰胺ＰＡＭ更适用于自来水厂污泥的预处理。投加ＰＡＭ后ＣＳＴ值也显著降低,且当比阻达到小值时ＣＳＴ也出现小值,此后随着ＰＡＭ投量的增加则两者均上升。由于根据ＣＳＴ值变化得到的ＰＡＭ投量(0.3ｋｇ/ｔ干泥)与根据比阻变化得到的结果一致,因此可采用ＣＳＴ替代比阻确定ＰＡＭ投量。ＣＳＴ的测定快速、简便、准确,操作人员可依据ＣＳＴ值快速了解污泥的性质,并据此及时调整投药量。
滤液和离心液的粘度图2和图3分别显示了投加不同聚丙烯酰胺ＰＡＭ后滤液和离心液的粘度变化。在一定ＰＡＭ投量范围内,随着其投量的增加则粘度逐渐降低,并达到小值,此后再增加ＰＡＭ投量则粘度逐渐升高。对比图1和图2发现,使离心液和滤液粘度达到小时的ＰＡＭ投量与降低比阻的ＰＡＭ投量基本一致。
根据爱因斯坦(Ｅｉｎｓｔｅｉｎ)粘度公式[1],滤液或离心液粘度的变化主要是由悬浮颗粒浓度和剩余聚丙烯酰胺ＰＡＭ浓度引起的,随着ＰＡＭ投量的不断增加则分散的污泥颗粒相互聚集,悬浮颗粒浓度降低,粘度也随之降低。
当达到投量时,聚丙烯酰胺ＰＡＭ对污泥的絮凝效果,离心液或滤液中悬浮物含量,因而粘度也;当超过投量后,滤液或离心液中悬浮物含量浓度不断增加,进而导致粘度升高,因此对应于离心液或滤液小粘度值的投药量就是投药量。通过检测分离液或滤液的粘度来确定ＰＡＭ的投量具有方便、快速等优点,采用高灵敏度的流变仪可对样品进行连续检测,实现聚丙烯酰胺ＰＡＭ的优化投加。
实验结论
①投加阳离子和阴离子型ＰＡＭ均可使污泥比阻降低近2个数量级,显著改善了污泥的脱水性能。阴离子型ＰＡＭ聚丙烯酰胺的投量和价格都低于阳离子型ＰＡＭ,可作为自来水厂污泥预处理的药剂。
②根据ＣＳＴ值变化确定的ＰＡＭ聚丙烯酰胺投量与测定比阻得到的投量一致,加之ＣＳＴ的测定快速、简便,因而可用于检测污泥脱水性能的变化,以便及时调整ＰＡＭ投量。
③依据滤液或离心液的粘度也可确定ＰＡＭ聚丙烯酰胺的投量。
污水处理选取聚丙烯酰胺类型，根据污水污染水质的具体情况，我们采取相应的聚丙烯酰胺类型使用。有的时候需要我们混合使用。在对于其分析的准确的前提需要我们使用实验来验证还有经验的积累。