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廢水處理專注聚丙烯酰胺APM的試驗選型方法
水廠的排泥水中含有較多的懸浮物，其中包括來自原水的膠體顆粒、泥沙、藻類、細菌、水處理過程中所加混凝劑形成的氫氧化物沉淀及其他添加物等，它們經(jīng)處理后被顯著濃縮，不少指標(biāo)已是原來的幾十甚至上百倍，鋁鹽混凝排泥水中的總固體含量在10001700mg/L之間。據(jù)測定，排泥水COD在4702500mg/L之間，同時凈水處理工藝中使用的化學(xué)藥劑也會對水源造成污染。為此需對排泥水進行沉降濃縮處理，對濃縮后的排泥水(污泥)進行脫水處理，以達到運輸和處置的要求。聚丙烯酰胺(PAM)調(diào)質(zhì)可改善排泥水的沉降性能和濃縮污泥的脫水性能，在微觀方面，污泥比阻與污泥的平均顆粒粒徑成反比關(guān)系，PAM調(diào)質(zhì)可使污泥顆粒平均粒徑變大，同時污泥顆粒粒徑分布也發(fā)生變化。

一、材料與方法

1.1試驗材料
試驗用排泥水取自某供水公司自來水廠排泥池，該水廠以聚合氯化鋁(PAC)為水處理混凝劑。排泥水含固率為0.31%,CODCr為184mg/L，pH=6.8。陰離子聚丙烯酰胺分子量為3106,配制濃度為10%。

主要儀器:污泥比阻測定裝置，激光散射粒度分布分析儀，電熱恒溫鼓風(fēng)干烘箱，六聯(lián)混凝試驗攪拌機，濁度儀。

1.2試驗方法

1.2.1污泥干重量的測定將烘干并冷卻的蒸發(fā)皿稱重(恒重量為A)，取采集到的泥樣倒入燒杯中,攪拌均勻后量取100mL至蒸發(fā)皿內(nèi)，稱重量為B,在水浴鍋上蒸發(fā)近干，放入烘箱內(nèi)(恒溫105)烘2h，恒重，冷卻并稱量為C，得到一定量污泥的干重量為C-A。

1.2.2排泥水的調(diào)質(zhì)及沉降試驗在8個燒杯中各加入1000mL的排泥水樣品，分別加入聚丙烯酰胺PAM為干污泥質(zhì)量的0.07%、0.16%、0.32%、0.65%、0.98%，并與未加PAM的排泥水(空白排泥水)樣品對比。然后將加入聚丙烯酰胺的排泥水在200r/min下攪拌30s,在50r/min下再攪拌1min,使聚丙烯酰胺與排泥水充分混合。

將1000mL調(diào)質(zhì)過的排泥水倒入1000mL量筒中，前10min每隔2min記錄一次沉降污泥的體
積，10min后每隔5min記錄一次沉降污泥的體積，30min后每隔15min記錄一次沉降污泥體積，連續(xù)記錄1h。1h后測定上清液濁度、底層污泥比阻及污泥顆粒粒徑。

1.2.3污泥的調(diào)質(zhì)及脫水試驗排泥水經(jīng)沉降濃縮處理后稱之為污泥，1000mL的空白排泥水或1000mL調(diào)質(zhì)后排泥水經(jīng)1h沉降濃縮后，底部污泥體積為沉降前排泥水體積的1/3。取9個1000mL燒杯，分別放入1000mL空白排泥水或PAM投加率不同的調(diào)質(zhì)排泥水,靜沉約1h，待底部污泥體積為排泥水體積的1/3后，排掉上部上清液,在其中的8個燒杯依次加入聚丙烯酰胺(PAM投加率分別為0.07%、0.10%、0.161%、0.23%、0.32%、0.65%、0.98%、1.29%),并與剩余1個燒杯中的空白污泥樣品或調(diào)質(zhì)排泥水沉降污泥樣品(由調(diào)質(zhì)排泥水靜沉1h得到)對比。然后將加入聚丙烯酰胺的污泥在200r/min下攪拌30s,在50r/min下再攪拌1min，使聚丙烯酰胺與污泥充分混合。

取100mL污泥倒入污泥比阻測定裝置的布氏漏斗中，在0.05MPa真空度下過濾并記錄不同過濾時間t的濾液體積V值，當(dāng)濾液達到85mL時，記錄所需的時間t，取下濾紙，并于105下烘干2h稱重。

1.2.4污泥顆粒粒徑的測定排泥水靜沉1h后，取底層污泥或調(diào)質(zhì)后的底層污泥加入到激光散射粒度分布分析儀：將粒度分析儀轉(zhuǎn)速調(diào)到較小值，以減小粒度儀轉(zhuǎn)速對污泥粒徑的影響。測定污泥平均粒徑，得到污泥顆粒分布曲線。

二、結(jié)論
2.1調(diào)質(zhì)對排泥水沉降性能及上清液濁度的影響

排泥水在不同PAM投加率的沉降曲線如圖1所示。由圖1可知，空白排泥水需靜沉45min后底部污泥體積才能達到排泥水體積的1/3，并且沉降壓密點不明顯。投加PAM后排泥水的沉降性能有很大提高，排泥水沉降壓密點明顯，且達到壓密點時的沉降時間明顯縮短，當(dāng)PAM投加率為0.32%時，濃縮污泥體積達到排泥水體積1/3的靜沉?xí)r間僅需8min。此時污泥的沉降性能已得到充分改善，繼續(xù)增加PAM投加率,沉降性能改善效果已不明顯。

PAM投加率對上清液濁度影響如圖2所示。由圖2可知，投加PAM可顯著改善上清液獨度，但隨著PAM投加率的增加上清液濁度反而增大,當(dāng)PAM投加率大于1.29%時，上清液濁度明顯變大。分析其原因是PAM的長鏈結(jié)構(gòu)使其具有良好的吸附架橋作用，長鏈結(jié)構(gòu)使污泥顆粒凝聚，形成更大的顆粒凹，所以投加PAM可提高排泥水的沉降性能，改善上清液濁度；但當(dāng)PAM投加率大于1.29%后，污泥表面會帶上過量的同種電荷，從而增加了污泥顆粒間的靜電斥力，使排泥水的沉降效果改善不明顯，上清液濁度變大。在PAM投加率0.32%下可獲得良好的沉降性能和上清液濁度,故實際生產(chǎn)中PAM投加率以0.32%為宜。