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阳离子助凝剂在含油系统中应用研究

发布时间：2009/6/11 阅读次数：886 字体大小: 【小】【中】【大】

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阳离子助凝剂在含油系统中应用研究

[摘要]：宝钢一直以“绿色宝钢”主题坚持环保工作，尤其是致力于于废水废渣废油等的处理和再利用。能源部制水分厂为了保证废水处理后水质达标排放，同时优化水质处理效果以便于串接水的再利用，系统节能；对于一中水厂含油系统进行了技术改造，同时为保证新工艺的运行，进行了新型药剂的应用研究。

[关键字]：阳离子助凝剂应用水质

Key Words：positive-ion coagulant application quality of water

1．前言

一中水场含有系统已进行CAF曝气气浮装置的改造。这种新型的废水处理方法可以去除污水中处于乳化状态的油或密度接近于水的细微悬浮物。该方法主要是通过专利曝气机利用叶轮产生负压切割，使水体中产生大量的细微气泡，从而形成水、气及被去处物质的三相混合体。在界面张力、气泡上升浮力和静力压力差等多种力的共同作用下，促使要去除的杂质颗粒粘附在细微气泡上后，因粘合体比重小于水而上浮到水面，从而使水体杂质被分离去除。

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CAF气浮法在进行废水处理的过程中，为了促进气泡与颗粒状杂质的粘附和使颗粒杂质结成尺寸适当的较大颗粒，一般要在形成细微气泡之前，在污水中投加适当的混凝剂和助凝剂进行相应的化学处理。

气浮流程示意图

1- 吸水井；2-加压泵；3-空压机；4-压力容器罐；5-减压释放阀

6-浮上分液池；7-原水进水管；8-刮渣机；9-集水系统；10-填料层；11-隔板

根据设备提供商与项目立项中试调试的结果，阴离子助凝剂无法适应CAF装置的要求，使用阴离子助凝剂后无法有效的通过气浮法产生适当的矾花。需要使用阳离子助凝剂，因此对阳离子助凝剂在含油系统的中的应用进行了试验室研究。

2．试验

试验包括快速搅拌、慢速搅拌和静止沉降等三个步骤。投加的絮凝剂经快速搅拌而迅速分散并与水样中的胶粒接触，胶粒开始凝聚产生微絮体。通过慢速搅拌，微絮体进一步相互接触生成较大的颗粒。停止搅拌后，形成的胶粒聚集体依靠重力自然沉降至容器底部。

通过测定水样在试验后的浊度、悬浮物，观察评价水质处理效果。

2.1试验装置

2.1.1多位搅拌器：

转速可以在20r/min至150r/min之间无级调节。搅拌桨由轻质耐蚀材料制成，桨片尺寸为 60mm×40mm×2mm，形状为矩形。在多位搅拌器的侧面装有照明装置，通过它可以观察絮片的形成。多位搅拌器和搅拌桨尺寸，浸入水中的位置见图

2.1.2烧杯：尺寸、外形相同，容积为1000ml

絮凝试验设备示意图

1- 试验台；2-烧杯；3-搅拌器；4-离合器

5-调速拉钮；6-计数器；7-调速杆；8-开关

2.2试验方法

A.根据多位搅拌器所设置的烧杯数目，各量取1000ml水样装入烧杯中，并将烧杯定位。然后把搅拌

桨片放入水中。桨片的轴要偏离烧杯中心，桨片与烧杯壁之间要留有间隙。记录试验开始时的温度。

B.将絮凝剂装入试剂架的试管中。投药前，用水将各试管中的药剂稀释10ml。若某种药剂的投加量大于10ml，其他试管也应补水至用量最大的药剂体积。投加悬浮液药剂时，应在投加前摇匀药剂。

C.开动多位搅拌器，在100~110r/min转速下快速搅拌。按预定的药剂投加量向各烧杯中投加药剂PAC，搅拌1min。随后投加PAM（阳离子助凝剂），继续搅拌1min。

D.降低转速至60r/min，转速以能保持烧杯内颗粒均匀悬浮起来为宜。慢速搅拌约5分钟。

E.完成慢速搅拌后，把搅拌桨从水中提出，观察絮体的沉降。

F.沉降3min后，记录烧杯底部絮片的外观。由放液口放出50ml溶液，根据相应的标准测定pH、浊度、SS、油份。

3．结果分析

3.1PAM对出水的pH影响

阳离子絮凝剂基本上是利用丙烯酰胺与胺类化合物〔如N，N－二甲基胺乙基丙烯酸酯〕聚合生成的。

阳离子型絮凝剂分子结构图

根据其分子结构，PAM的投加对水体的pH影响不大，而且略呈碱性的PAM进入水体后会使pH

略微上升。因此，投加适量的PAM不但可以提高絮凝效果，同时在一定程度上起到pH调节的作用。

PAC浓度：30mg/L; 初始pH8.42

PAM 投加量与系统的pH关系

3.2PAM对SS的影响

纯有机相的PAM由于投加量低，纯度高，因此不会给溶液的SS带来负面影响。同时随着PAM投加量的增加，PAC的絮凝效果进一步提高。从图中我们可与看到，试样在浓度为0.6～1.0mg/L时处理效果逐渐改善。

PAC浓度：30mg/L; 初始SS:490mg/L

PAM投加量与SS的关系

3.3PAM对浊度的影响

PAM的投加可以明显的提高处理效果，其最佳的使用浓度范围在0.8~1.0mg/L之间。

PAC 30mg/L;初始浊度：412mg/L

PAM投加量与浊度的关系

3.4PAM对油份的影响

在一定量的PAC下，过量的PAM会对油份的去除有一定的负面影响。这可能是由于过量的阳离子物质吸附在油份双电层表面，妨碍了油份胶体的脱稳去除。

PAC:30mg/L;初始油份：7.32

PAM投加量与油份的关系

3.5阳离子絮凝剂与阴离子絮凝剂的使用效果比较

根据试验比较，在此基础上我们用原有的阴离子絮凝剂与阳离子絮凝剂进行了使用效果的比较。

PAC浓度：30mg/L;阳离子PAM：1.0mg/L；阴离子PAM:5.0 mg/L

初始浊度：412 mg/L；初始pH8.42

阳离子絮凝剂与原有阴离子絮凝剂的比较

由上图可见，经过处理后，虽然阳离子絮凝剂与阴离子絮凝剂对水体的pH值影响没有明显的差别，然而经过阳离子絮凝剂处理后，水体的浊度要明显好于阴离子絮凝剂处理的效果。

4．结论

经过试验，得到以下阶段性结论：

阳离子PAM对pH的调节作用与阴离子相当，但随着PAM投加量的上升，水体浊度、SS的处理效果明显改善，但过量的PAM不利于系统的除油处理。理想的使用浓度范围在0.8mg/L左右。

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