陽(yáng)離子聚丙烯酰胺PAM絮凝劑處理化學(xué)污水的原理

【資料簡(jiǎn)介】

陽(yáng)離子聚丙烯酰胺PAM絮凝劑處理化學(xué)污水的原理

陽(yáng)離子pam可以改善化學(xué)污泥脫水性能
　　污泥特性。理解污泥的來(lái)源，特性以及成分，所占比重。
　　依據(jù)性質(zhì)的不同，污泥可分為有機(jī)和無(wú)機(jī)污泥兩種。陽(yáng)離子聚丙烯酰胺用于處置有機(jī)污泥，相對(duì)的陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑用于無(wú)機(jī)污泥，堿性很強(qiáng)時(shí)用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，而酸性很強(qiáng)時(shí)不宜用聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）簡(jiǎn)稱PAM，由丙烯酰胺單體聚合而成，是一種水溶性線型高分子物質(zhì)。單體丙烯酰胺化學(xué)性質(zhì)非常活潑，在雙鍵及酰胺基處可進(jìn)行一系列的化學(xué)反應(yīng)，采用不同的工藝，導(dǎo)入不同的官能基團(tuán)，可以得到不同電荷產(chǎn)品。

活性污泥法是當(dāng)今污水生物處理技術(shù)應(yīng)用為廣泛的技術(shù)，此方法會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥，大量污泥的任意堆放和投棄會(huì)對(duì)環(huán)境造成了新的污染。我國(guó)每年有巨大的污泥排放量，且呈逐年上升趨勢(shì)。
　　剩余污泥作為污染物轉(zhuǎn)移的形態(tài)，危害程度深，處理難度大，帶來(lái)的矛盾日漸凸出。目前，污泥的傳統(tǒng)處置方法有填埋、焚燒、土地利用等。但是它們的應(yīng)用都因?yàn)槲勰嗟暮矢叩葐?wèn)題受到諸多的局限和存在很多的弊端。因此，降低污泥的含水率是解決目前污泥處理難題的關(guān)鍵。污泥處理中，常用的是加入聚丙烯酰胺使其絮凝脫水。
　　其中，常用的是陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（CPAM），其長(zhǎng)鏈可以在污泥間形成“架橋”的作用，促進(jìn)污泥顆粒的絮體變大而提高脫水性能。污泥顆粒通常帶負(fù)電荷，因此實(shí)際中常加入陽(yáng)離子聚丙烯酰胺中和其負(fù)電荷，從而進(jìn)一步的提高其脫水性能。
　　污泥中加入陽(yáng)離子聚丙烯酰胺調(diào)理后，濾餅的含水率不斷的降低，這是因?yàn)镃PAM具有“吸附架橋”的作用，能夠使污泥顆?？焖俚男纬尚鯃F(tuán)，同時(shí)它還有去水化作用，能夠講親水膠體轉(zhuǎn)變?yōu)樵魉z體，從而使得其不溶于水而終脫去水分。當(dāng)CPAM投加量少時(shí)，濃度較稀，絮凝脫水的作用就較差，但過(guò)量的CPAM又會(huì)因濃度過(guò)大而造成其長(zhǎng)鏈無(wú)法展開，而導(dǎo)致脫水效果減弱。
　　污泥絮體結(jié)構(gòu)可分為外層和內(nèi)層：絮體外層包括懸浮表面層、粘質(zhì)層、游離結(jié)合EPS層；絮體內(nèi)層包括緊密結(jié)合EPS層和芯塊，且在污泥的各層中蛋白質(zhì)是其主要的成分，絮體的外層（懸浮表面層、粘質(zhì)層、游離結(jié)合EPS層）中的有機(jī)成分（主要為蛋白質(zhì)）減少時(shí)，能夠促進(jìn)污泥的脫水性能的提高，隨著CPAM投加量的增加，蛋白質(zhì)的含量不斷的在增加。說(shuō)明投加CPAM之后，污泥的絮體結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，污泥的沉降性能也不斷的增加。
活性污泥法是當(dāng)今污水生物處理技術(shù)應(yīng)用為廣泛的技術(shù)，此方法會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥，大量污泥的任意堆放和投棄會(huì)對(duì)環(huán)境造成了新的污染。我國(guó)每年有巨大的污泥排放量，且呈逐年上升趨勢(shì)。剩下污泥作為污染物搬運(yùn)的形狀，損害程度深，處置難度大，帶來(lái)的對(duì)立日漸凸出。當(dāng)前，污泥的傳統(tǒng)處置辦法有填埋、燃燒、土地利用等。
　　可是它們的應(yīng)用都由于污泥的含水率高級(jí)疑問(wèn)遭到許多的限制和存在許多的壞處。因而，下降污泥的含水率是處置當(dāng)前污泥處置難題的要害。污泥處置中，常用的是參加絮凝劑使其絮凝脫水。其間，常用的是陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（cpam），其長(zhǎng)鏈可以在污泥間構(gòu)成“架橋”的作用，推進(jìn)污泥顆粒的絮體變大而進(jìn)步脫水功能。污泥顆粒一般帶負(fù)電荷，因而實(shí)踐中常參加陽(yáng)離子聚丙烯酰胺中和其負(fù)電荷，然后進(jìn)一步的進(jìn)步其脫水功能。
　　污泥中參加cpam調(diào)度后，濾餅的含水率不斷的下降，這是由于cpam具有“吸附架橋”的作用，可以使污泥顆粒疾速的構(gòu)成絮團(tuán)，一起它還有去水化作用，可以講親水膠體轉(zhuǎn)變?yōu)樵魉z體，然后使得其不溶于水而結(jié)尾脫去水分。當(dāng)cpam投加量少時(shí)，濃度較稀，絮凝脫水的作用就較差，但過(guò)量的cpam又會(huì)因濃度過(guò)大而形成其長(zhǎng)鏈無(wú)法打開，而致使脫水作用削弱。
　　污泥絮體布局可分為外層和內(nèi)層：絮體外層包含懸浮表面層、粘質(zhì)層、游離eps層；絮體內(nèi)層包含緊密eps層和芯塊，且在污泥的各層中蛋白質(zhì)是其主要的成分，絮體的外層（懸浮表面層、粘質(zhì)層、游離eps層）中的有機(jī)成分（主要為蛋白質(zhì)）減少時(shí)，可以推進(jìn)污泥的脫水功能的進(jìn)步，跟著cpam投加量的添加，蛋白質(zhì)的含量不斷的在添加。闡明投加cpam之后，污泥的絮體布局發(fā)生了改動(dòng)，污泥的沉降功能也不斷的添加。
　　在污水處理技術(shù)中，活性污泥法是技術(shù)為成熟和穩(wěn)定的方法。它是利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，將水相中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化到固相中，以實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除。在此過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生大量的含水率*的剩余污泥，其含水率高達(dá)95.0%——99.5%〔1〕，體積約占總處理水量的0.3%——0.5%〔2〕。因此必須對(duì)污泥進(jìn)行濃縮，以減少污泥的質(zhì)量和體積。目前，大多數(shù)污水處理廠采用投加陽(yáng)離子絮凝劑的方法來(lái)改善污泥的脫水性能。其中陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（CPAM）以其的絮凝效果在水處理行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。但合成聚丙烯酰胺的單體丙烯酰胺是一種神經(jīng)毒素，是強(qiáng)致癌物〔3, 4〕，且聚丙烯酰胺難于生物降解。其絮凝的污泥也只能進(jìn)行填埋，喪失了再利用的價(jià)值。
　　研究表明，改性天然高分子絮凝劑與合成有機(jī)高分子絮凝劑相比，具有選擇性大、無(wú)毒、價(jià)廉等顯著優(yōu)點(diǎn)〔5〕。我國(guó)是制革大國(guó)，每年產(chǎn)生140萬(wàn)t的皮革固體廢棄物〔6〕，在這些廢棄物中除少量的非膠原蛋白外，大約80%以上都是由膠原蛋白構(gòu)成的〔7〕。將基于膠原蛋白改性的陽(yáng)離子膠原蛋白絮凝劑（PCDMC）用于污水中的絮凝處理，起到了“以廢治污”的作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。本研究以實(shí)驗(yàn)室自制的PCDMC為絮凝劑，考察其對(duì)污泥脫水效果的影響及脫水機(jī)制。