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混凝就是在混凝劑的離解和水分解產(chǎn)物作用下,使水中的膠體污染物和細(xì)微懸浮物脫穩(wěn)并凝聚為具有可分離性的絮凝體的過程,其中包括凝聚和絮凝劑兩個過程,統(tǒng)稱為凝聚。
混凝澄清法是給水和廢水處理中應(yīng)用非常廣泛的辦法。它既可以降低原水的濁度、色度等感官指標(biāo),又可以去除多種有毒有害污染物;無機高分子絮凝劑(IPF)比傳統(tǒng)混凝劑如硫酸鋁、氯化鐵等效能更優(yōu)異,而比有及高分子絮凝劑(OPF)價格低廉。既可以自成獨立的處理系統(tǒng),又可以與其他單元過程組合,作為預(yù)處理、中間處理和最終處理過程,還經(jīng)常用于污泥脫水前的濃縮過程。
水利是農(nóng)業(yè)的命脈,促使水資源的利用成為人們關(guān)注的焦點。研究表明,農(nóng)業(yè)灌溉用水約50%消耗在田間,加強對田間節(jié)水技術(shù)的研究和開發(fā),可顯著減少灌溉量,提高雨水利用效率及作物產(chǎn)量。聚丙烯酰胺(PAM)作為土壤結(jié)構(gòu)改良劑,可增加土壤表層顆粒間的凝聚力,維系良好的土壤結(jié)構(gòu),防止土壤結(jié)皮,增加土壤水分入滲,防止水土流失,抑制土壤水分蒸發(fā),提高雨水利用率,具有保水、保土、保肥、保溫、增產(chǎn)等效用; 開展聚丙烯酰胺在干旱、半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,對提高灌溉水及自然降水的利用效率、節(jié)水灌溉等有著重要的意義。目前使用水溶性偶氮引發(fā)劑AIBA等,已能將其分子量提高到千萬以上。
聚丙烯酰胺是一種水溶性線性高分子聚合物,是目前應(yīng)用最為廣泛的水溶性聚合物。陽離子型無機高分子絮凝劑主要為聚鋁類和聚鐵類絮凝劑,包括聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫鋁(PAS)、聚合硫酸鐵(PFS)聚合氯化鐵(PFC)等。其水溶液為近透明的粘稠液體,無腐蝕性,在150℃以上時才可熱分解,在環(huán)境中穩(wěn)定性好。聚丙烯酰胺隨聚合程度的不同,分子量在500~2400萬Da(Da表示一個12C原子質(zhì)量的1/12)之間變動。聚丙烯酰胺具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì),可作為絮凝劑、增稠劑、減阻劑、泥漿處理劑、表面活性劑、土壤改良劑、水土保濕劑、種子包衣劑、紙力增強劑等被廣泛運用于石油開采、水處理、紡織、造紙、、農(nóng)業(yè)等。
相對分子質(zhì)量的測定:參考GB12005.1《聚丙烯酰胺特性黏數(shù)測定方法》和GB12005.10《聚丙烯酰胺分子量測定黏度法》。用58.5g/L的氯化鈉溶液將試樣配制成稀溶液.用烏氏黏度計測定其特性黏度。按經(jīng)驗公式計算試樣的相對分子質(zhì)量。
陽離子度的測定:取不同的陽離子聚丙烯酰胺試樣約0.3g,至0.2mg,置于500mL容量瓶中,加水溶解后稀釋至刻度移取10mL試液于250mL錐形瓶中,加水60mL,用鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為3~5,加4至5滴胺藍(lán)(T.B)指示液,邊搖邊用聚2一丙烯酰胺一2一丙磺酸鉀(PAMPSK)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。5萬噸,2010年預(yù)計達(dá)到25萬噸,而國內(nèi)能夠滿足三次采油的產(chǎn)品供給不足,采油專用PAM市場前景廣闊。溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)樽霞t色即為終點同時做空白試驗。測定樣品的陽離子度。
固含量的測定:用干燥至恒質(zhì)量的稱量瓶稱取1g試樣。至0.2mg,置于干燥箱中,于(120 2)℃干燥2h。取出置于干燥器中冷卻至室溫.稱量直至恒質(zhì)量。計算固含量,為不同實驗室采用本方法對樣品的固含量測定值。
丙烯酰胺單體含量的測定:用水和的混合物萃取試樣中的丙烯酰胺單體。以磷酸二氫鈉水溶液和為流動相。用液相色譜儀進(jìn)行分析.通過峰面積和斜率測出試樣中的丙烯酸胺單體含量,由4個實驗室采用本方法分別測定樣品。
聚丙烯酰胺PAM對污泥上清液中蛋白質(zhì)濃度的影響較核酸濃度大得多. 由圖6b可見,隨聚丙烯酰胺PAM投加量的增加,A 和B 劑型PAM 調(diào)理后污泥上清液中蛋白濃度逐漸升高,當(dāng)投加量為150mg·L-1時,上清液中蛋白質(zhì)濃度分別為11.45μg·mL-1和12.41μg·mL-1,較未加PAM 處理分別提高了34.0%和20.7%; C和D劑型聚丙烯酰胺PAM調(diào)理污泥上清液中蛋白質(zhì)濃度則呈先快速上升再緩慢下降的趨勢,在投加量為75mg·L-1時,上清液中蛋白質(zhì)濃度均達(dá),分別為14.01μg·mL-1和16.70μg·mL-1,較未加聚丙烯酰胺PAM處理分別提高了43.7%和68.0%; 而E劑型聚丙烯酰胺PAM調(diào)理后上清液中蛋白質(zhì)濃度則呈先下降再快速上升的趨勢。原水和廢水中的膠體顆粒主要包括黏土、硅、鐵和其他重金屬的化合物。
聚丙烯酰胺PAM劑型和用量對污泥上清液中總糖濃度的影響見圖6c. 隨PAM 投加量的增加,經(jīng)A、B和E型聚丙烯酰胺PAM調(diào)理的污泥上清液中總糖濃度提高,當(dāng)投加量增至150mg·L-1時,上清液中總糖濃度較未加聚丙烯酰胺PAM處理分別提高了56.2%、66.1%和55.8%。污泥脫水過程中PAM的幸好和投加量以及脫水后泥餅的干燥度視污泥種類的不同而不同,故須對各種不同型號的PAM產(chǎn)品進(jìn)行試驗和選擇。C和D劑型聚丙烯酰胺PAM調(diào)理的污泥上清液中總糖濃度均呈先升高后降低的趨勢,在投加量為75mg·L-1時,上清液中總糖濃度較高,分別為16.00μg·mL-1和16.35μg·mL-1,較未加聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺PAM處理分別提高了68.3%和76.7%。在試驗的PAM投加量范圍內(nèi),C與D劑型、A 和B劑型調(diào)理污泥的上清液中總糖濃度差異不明顯。