本論文通過測定造紙廠廢水的電荷密度、CST值、絮聚物強度等方法,比較聚丙烯酰胺絮凝劑的種類及其添加量、添加方法等對污泥脫水性的影響,確定最佳絮凝劑的添加量,并討論其對COD去除率的影響。 1、實驗原料 本實驗采集的制漿造紙廢水為化妝紙、新聞紙、印刷紙的原廢水,其各項性能示于表1。原廢水的pH調(diào)節(jié)以及輔助絮聚采用了硫酸鋁,作為高分子絮凝劑采用了陽離子聚丙烯酰胺(C-PAM)以及陰離子聚丙烯酰胺(A-PAM)。 2、電荷密度測定 添加高分子絮凝劑生成的絮聚物沉淀之后,采取上澄液進(jìn)行電荷密度的測定。 3、CST(毛細(xì)管虹吸時間、Capillary Suction Time)測定 由于CST值測定方法簡便,重復(fù)性好,同時CST值考慮了污泥濃度的影響,可比性強,在美國,CST值已被認(rèn)定為是一個特定的測定方法。CST測定原理,是測定濾液被毛細(xì)管吸引壓力,P=15kPa,吸入通過濾紙飽和規(guī)定面積的濾紙所經(jīng)過的時間。而濾液被吸入并擴散到濾紙內(nèi)的速度與污泥的過濾性能是有著密切的關(guān)系的,因此通過測定毛細(xì)管吸引時間可判斷污泥的過濾脫水性能。CST值越低說明污泥的脫水性能良好,越高則說明不良。 CST測定裝置示于圖1。滴入6ml濾液到內(nèi)徑1.5cm的管內(nèi),測定其濾液從第一感應(yīng)器到第二感應(yīng)器所經(jīng)過的時間。 4、絮聚物強度測定 以前一般都以絮聚物的大小作為絮聚性能的評價標(biāo)準(zhǔn),但離子性不強的有機高分子絮凝劑也能形成巨大絮聚物,因此最重要的評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是絮聚物的強度。 根據(jù)以前報告的結(jié)論,先把廢水pH值調(diào)整為6.5~7.5,將懸濁液先進(jìn)行300r/min,10 min的急速攪拌之后,再繼續(xù)進(jìn)行50r/min,15min的緩慢攪拌絮聚處理,之后測定一次濁度RT(O),之后對絮聚物進(jìn)行500r/min、30s破壞打碎,沉淀30min后,再測定上澄液的濁度RT(B)。比較破壞前后濁度,破壞前后的差值越小,說明絮聚物強度良好,越大則說明不良。 5、絮凝劑添加量對電荷密度的影響 絮凝劑添加量對電荷密度的影響示于圖2。首先,沒有添加絮凝劑之前其電荷密度都顯示為負(fù),其中化妝紙廢水的負(fù)的電荷密度最大。當(dāng)添加C-APM之后,廢水的電荷密度都從負(fù)電荷向正電荷變化,這是因為廢水原先帶有陰離子,添加陽離子絮凝劑使其轉(zhuǎn)變?yōu)榱苏姾伞?/p> 6、單獨添加高分子絮凝劑對CST值的影響 所有的結(jié)果顯示,C-PAM提高廢水污泥的脫水性能比A-PAM更有效。其中,印刷紙廢水的脫水性能最佳,最低CST值在30s左右。提高污泥脫水性較好的添加C-PAM的情況,COD的去除率大約在70%左右。根據(jù)上述結(jié)果,我們推斷高分子絮凝劑須適當(dāng)添加混合使用才會更有效,因此,下面將對混合添加絮凝劑的影響進(jìn)行詳細(xì)討論。 7、混合添加高分子絮凝劑對CST值的影響 C-PAM和A-PAM的混合添加量范圍在200mg/l以下,二者采取了不同比例的混合添加,添加順序為,先A-PAM,后C-PAM。印刷紙廢水的情況,混合添加量在130mg/l,二者比例60:70(A-PAM:C-PAM)時有著最低的CST值;瘖y紙廢水在混合添加量140mg/l,二者比例60:80時有著最低的CST值。而新聞紙廢水在混合添加量170mg/l,添加比例80:90時有著最低的CST值,說明這時的污泥脫水性最好。 8、混合添加絮凝劑對絮聚物強度的影響 2種PAM(陰離子、陽離子)的混合添加有效地提高了絮聚物的強度,其中新聞紙的效果最為明顯。3種廢水在添加量大約在120~130mg/l時,絮聚物的強度良好。 9、混合添加絮凝劑對COD去除率的影響 混合添加絮凝劑時COD去除率大約都在90%左右,也就是說混合添加比單獨添加能有效提高COD去除率大約20%左右。 10、結(jié)論 10.1三種廢水的原電荷密度都顯示為負(fù)值,增加陽離子絮凝劑的添加量可使其轉(zhuǎn)向為正值。 10.2單獨添加高分子絮凝劑C-PAM的效果優(yōu)于A-PAM,而兩者的混合添加效果優(yōu)于其單獨添加。 10.3混合添加絮凝劑時,在100~150mg/l的添加范圍內(nèi)顯示了良好的脫水性,即為最佳添加范圍。而在混合添加量在120~130mg/l時,絮聚物的強度更良好。 10.4混合添加高分子絮凝劑(100~170mg/l)時的COD去除率,比單獨添加C-PAM提高大約20%左右。
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