兩性聚丙烯酰胺的絮凝性能研究:
兩性聚丙烯酰胺的絮凝性能研究,近年來，隨著我國工業的迅速發展，工業廢水排放量日益增加，對環境造成汙染；加之水資 源緊缺，所以對工業廢水進行處理的要求更加迫切.聚丙烯酰胺(PAM)作為一種絮凝劑5已在 各種廢水處理中得到了廣泛的應用。工業上使用的PAM絮凝劑主要有陽離子、非離子、陰離子 等類型，可根據所處理的廢水性質不同進行不同的選擇，一般酸性廢水常選用陽離子或非離子 型絮凝劑。由於某些廢水性質複雜、多變、工業上提出同時使用陽離子和陰離:P絮凝劑。若采 用混合使用的方法，雖然處理效果有所改善，但在混合時，易產生不溶性粘性物質11]，且增加了 混合操作。本文用我們新研製的具有陰、陽離子的兩性聚丙烯酰胺(APAM)絮凝劑在鋼廠綜合 廢水及毛紡廠印染廢水中進行了絮凝實驗研究.考察pH值、APAM的陽離子度等因素對絮凝 沉澱的影響，並與其它類型的絮凝劑進行了比較。
1實驗部分
1.1水樣與藥劑
實驗用水樣取自太原鋼鐵公司汙水廠綜合廢水和山西毛紡廠印染廢水。
藥劑：非離子聚丙烯酰胺(NPAM):自製。888电子游戏官网(CPAM):自製。聚合氯化鋁 (PAC):工業品。兩性聚丙烯酰胺(APAM):自製，由紅外光譜及核磁共振譜分析其結構為：
-CH—CH：—CH-™
II6
CONHoCONHCH2N rt(CH3hCl
I。2實驗方法
采用燒杯試驗法[2]，實驗設備使用DBJ-621型定時變速攪拌機，1000 mL燒杯
1.3測定方法
用721型分光光度計測定水樣的吸光度，兩性聚丙烯酰胺的絮凝性能研究,色度殘留率用下式計算：
色度殘留率(^/幻=[處理後水樣的吸光度06" )/原水樣的吸光度(£’)]X100% pH值用。PA-HJ90B型酸度計測定。化學耗氧量的測定按參考文獻[3]的方法進行。
2結果與討論
2.1對鋼廠廢水的絮凝試驗
2.1.1不同PAM的絮凝對比試驗：在相同試驗條件下，不同類型PAM對鋼廠廢水絮凝處理 的結果列於Tab. h由表中數據可知，隨絮凝劑用量的增加，色度殘留率(A”/£)、懸浮物含量均 有一最低值。這是因為絮凝劑用量太少不能形成絮團或絮凝效果不佳；用量太大，則會起分散 作用，故其用量存在一最佳值。但不同的絮凝劑的最佳用量不同，APAM的最佳用量最小，且處 理效果較好。在鋼廠綜合廢水中含有大量的Fe304、Fe203等金屬氧化物和相當數量的雜油及廢 酸，兩性絮凝劑中陽離子可捕捉帶負電荷的有機質懸浮離子，而適度的陰離子單體單元及中性 單元可促進無機懸浮物的沉降，起絮凝助劑的作用，因而兩性絮凝劑在此廢水中充分發揮了其 不同基團的吸附絮凝作用，得到比較理想的絮凝效果。
Tab. 1 Comparative tests of different PAM floccuiants
Water character after treatment
Water character before treatmeni
APAMCPAMNPAM
pHECmg/L)Cone.
Cppm)E'E1 IE (%)(mg/L)Cone.
(ppm)Krkv Jt： (%>Cmg/L)Cone.
Cppm)E'E，fE (%)Cmg/L)
5.20. 7708*1300. 200. 11014.2016670. 200. 12015. 6018510. 200. 10213.201709
5. 20. 77084300. 350. 0425. 455880. 350. 09211.9514280. 350. 08310. 781339
5. 20. 77084300. 500. 0465.976040.500.0557. 146670. 500. 0628. 05769
5. 20. 7708-1300. 700. 0536. 886670. 700. 07710. 0012820. 700. 0719. 25125J
5.20. 77084300. 900. 12315. 9718180. 900. 10413. 5116710- 900.08210. 651314
5.20. 77081301. 001. 000. 12416. 1018511, 000. 09612.501613
Csusp. ：suspending material concentration? all data obtained after subsidence for 5 min, pH = 5. 2 aft«r treatment. APAM cationic degree 43. Z%» anion degree 19. 7% CPAM cationic degree 45. 2% »; molecular weight 4 X 30s-
2.1.2 APAM的絮團強度：Fig. 1為保持350 r/min及其它條件恒定情況下，不同PAM對鋼 廠廢水絮凝試驗中，攪拌時間與色度殘留率 U’' /幻的關係。在絮凝沉降過程中，兩性聚丙烯酰胺的絮凝性能研究,攪拌的作 用是使絮凝劑在分散介質中充分分散，並與懸 浮物微粒充分接觸、碰撞，使凝聚物不斷增大。 但當絮凝吸附達到一定程度後，進一步攪拌又 會使已形成的絮團分散，降低沉降效果。絮凝劑 分子的吸附能力及絮團強度越小，此現象出現 得越早越明顯由Fig. 1可以看出，在恒速攪
拌下，隨攪拌時間的延長，3種絮凝劑處理的廢水色度殘留率均出現最低值，但APAM在攪拌 達3 min後，色度殘留率才有所升高，且趨勢較緩。因而說明APAM大分子吸附絮凝能力較強、 絮團強度較大。
2. 1. 3不同陽離子度的APAM絮凝對比試驗：在相同試驗條件下，不同離子度的APAM處理 鋼廠廢水，其結果見Tab. 2。對於相同分子量、相同陰離子度、不同陽離子度的APAM，其最佳 用量基本相同，但色度殘留率和懸浮物含量以陽離子度為31. 7%的APAM較高4這是由於在 同一大分子鏈上，隨陽離子基團含量的變化。鏈上電荷分布及電荷間的引力、斥力也發生相應 的變化，從而導致分子鏈卷曲或舒展的程度不同，使絮凝效果產生差異。但的去除率隨陽 離子度的增加而提高，這可歸因於陽離子對帶負電荷的有機質懸浮離子的捕捉。
5. 60. 825203878011. 70. 675. 60. 0273. 2731. 2684.60408
5.60.825203878019.90. 675.60. 0485. 8226.3187. 04625
5. 60. 825203878031. 70. 675. 60. 0657. 7619.6690. 31950
5. 60.825203878043. 30. 675.60. 0455.4517.7091.30612
5.60. 825203mo55. 10.505.60.0282. 798.9395.60434
APAM anion degree 19. 7%； molecular weight 4 X 106； C,Ui|>. ： suspending material concentrationj ^caiion：cationic degree； Contbclt • the best content； COD,an, ：COD removing percent
Tab. 2 Flocculating tests of different cationic degree of APAM
Water character before treatmentAPAMWater character after treatment
pH E COD C 叫 (ppm) (mg/L)(%)t>c3T
(ppm)pHE' & (E COO CODtcm. (.%) (ppm) (%)(mg/L)
2.1. 4 pH值對APAM絮凝政果的影響：根據 Fig. 2色度殘留率隨pH值的變化關係可知，不 同陽離子度的APAM對pH值的敏感性不同，
在同一 pH值時，處理效果不同，但其變化規律 相似，均在pH 5. 6處出現的最大值。在不 同的pH值條件下，不同陽離子度、相同陰離子 度的APAM分子鏈中各種基團的離解度不同，
因而使大分子鏈的電性中和及架橋作用不同；
在酸性條件下，主要抑製了陰離子基團的解離，
削弱了陰、陽離子在絮凝過程中的協同效應，兩性聚丙烯酰胺的絮凝性能研究,所 以在pH 5. 6處出現/A’最大值。
2. 2不同類型絮凝劑對印染廢水的絮凝試驗
毛紡廠印染廢水不同於鋼廠綜合廢水，其COZ)值較高，懸浮物含量低，不利於絮團的沉 降，工業上常采用聚合氯化鋁(PAC)進行廢水處理，但去除率較低。采用不同類型絮凝劑 或其複合絮凝劑對印染廢水進行處理，結果見Tab. 3。由表中數據可知，單獨使用PAC時，色度 殘留率較低，但去除率不理想;單獨使用CPAM或APAM時，由於印染廢水中懸浮物粒徑 小，密度低，所形成的凝聚物比重輕，不易下沉，絮凝效果較差。但將CPAM或APAM與PAC配 合使用後，則絮凝效果有所改善，且APAM的處理效果優於CPAM，表現出APAM在絮凝沉降 過程中良好的絮體化和陰、陽離子的協同作用效應。
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