星空体育固液分离絮凝剂的实验研究与比选

星空体育固液分离絮凝剂的实验研究与比选

（1）可供选择的絮凝剂前期分析淤泥调质所用的药剂可分为两大类：一类是无机混凝剂，另一类是有机絮凝剂。无机混凝剂包括铁盐和铝盐两类金属盐类混凝剂以及聚合氧化铝等无机高分子混凝剂，有机絮凝剂主要是以PAM等为代表的有机高分子物质，PAM是Polyacrylamide 的缩写，中文名字称聚丙烯酰胺。

①铁盐絮凝剂原理与缺点常用的铁盐絮凝剂是三氯化铁，它的原理主要是随着絮凝剂的加入，污泥所附带的正电荷离子吸引并中和污泥上负电荷，从而减少了污泥颗粒间的排斥力，最终形成比较大的絮团，从而改善其沉降脱水性能，但该种混凝剂适合的pH值在6.8～8.4之间，其水解过程中会产生H+，会降低pH值，因而一般需投加石灰作为助凝剂。对于混合生污泥来说，三氯化铁的加药量一般为20％～60％，一般的石灰投加量为200％～400％，消化污泥的石灰投加量一般为100％～200％。使用三氯化铁的一个较大缺点，是对金属管道或设备有较强烈的腐蚀，使之降低使用寿命。

②铝盐絮凝剂的原理与缺点铝盐絮凝剂一般采用硫酸铝，在相同的低投加量下，硫酸铝不断水解生成不同形态的聚合物，其絮凝作用主要是靠吸附电中和，但硫酸铝无法达到聚合铝的除浊效能。该混凝剂调质效果不如三氯化铁，且用量大，但由于无腐蚀性，储运方便，使用也较多。聚合氯化铝作为一种高分子无机混凝剂，调质效果好，投药量少，虽价格偏高，但也在使用。

③聚丙烯酰胺(PAM)在本研究的适用性与优势人工合成有机高分子絮凝剂在污泥调质中普遍使用，基本取代无机混凝剂、常用的有机高分子絮凝剂是聚丙烯酰胺(俗称PAM)，其聚合度n高达20000～90000，相应的分子量达到50万～800万，通常为非离子型高聚物，但通过水解产生阴离子型，通过引入基网制成阳离子型。采用聚丙烯酰胺进行调质，其肥效和热值都不降低，因此当污泥脱水后用作农肥或焚烧时，最好采用该类药剂。另外，聚丙烯酰胺在调质过程中，能与一些溶解性折光物质生成沉淀，减少脱水滤液中的污染物，是目前调质效果最好的药剂，使用也越来越普遍，且本文主要采用弹性板框星空体育脱水进行淤泥调质研究，对泥量要求很严格，宜采用高分子絮凝剂，如果采用无机药剂，增加泥量，会大大降低星空体育的脱水能力。

④不同絮凝剂对淤泥的调质效果验证为验证无机混凝剂与有机絮凝剂对淤泥的调质效果，本文在实验室选用的调质药剂包括阳、阴、非离子型聚丙烯酰胺等有机絮凝剂和三氯化铁无机混凝剂，以及石灰等助凝剂，对淤泥进行含水率实验的观察，以淤泥在同等时间的沉降比、浓缩倍数、底泥含固率等为指标，分析脱水剂种类及投加量对淤泥沉降性能的影响，并筛选出最佳的絮凝剂，分别对淤泥的调质进行效果对比，详见图4-8~图4-9

从图4-8及图4-9可以看出，无机混凝剂的调质效果较差，当用量达到40％时，淤泥脱水后的含水率最低，可降低至79.17％，使用三氯化铁降低淤泥的含水率效果并不佳的原因主要是三氯化铁发挥了对淤泥的电荷中和作用，可以使原生淤泥胶体脱稳，但对淤泥絮团的形成起不到促成作用，只能改善淤泥的沉降脱水性能，并且淤泥的胶体颗粒很容易受三氯化铁的铁离子影响，当三氯化铁投加量稍过大时，淤泥颗粒因吸附了铁离子而带上了正电荷，使淤泥胶体颗粒因电荷排斥而呈现失稳状态，最终导致絮凝效果下降；有机絮凝剂中离子型PAM调质效果较好，尤其是1200万分子量的阳离子PAM的效果最佳，淤泥调质脱水后的含水率最低降至74.4％，对应调质药剂用量为0.3％，以PAM为代表的有机絮凝剂其淤泥调质效果优于无机混凝剂，原因是PAM是一种有机高分子聚合物，其主链上有活泼的酰胺基和双键，由于淤泥由带负电荷的颗粒组成，阳离子PAM可以中和其负电荷，PAM对淤泥的调理是通过吸附架桥功能联接大量污泥颗粒使之形成较大的淤泥絮团，从而提升了脱水性能，致使淤泥絮团沉降下来，达到泥水分离的最优效果，其吸附架桥的强作用、低投量高脱水的絮凝效果是其它无机混凝剂不可比拟的。

（2）研究对象絮凝剂选取的实验过程为满足对河道淤泥进行快速脱水的要求，淤泥在进行脱水处理前，需要根据淤泥处理量加入絮凝剂作为淤泥脱水絮凝的前处理，因此，本文在试验区对絮凝剂进行了筛选择优[47]。A 实验前准备材料实验室所需的仪器：量筒、漏斗、烧杯，秒表，重力滤水分析漏斗、筛网、天平，磁力搅拌器，以及容器若干个。产品型号待筛选：AN910SH、AH912、AN926SHU、A110以及FO4350SSH。

B 实验步骤①以上不同的絮凝剂各称0.4g，在容器中盛装200ml的水，将不同的絮凝剂投入水中并通过搅拌器持续搅拌至均匀，最后PAM的浓度应配备为0.2%。②将采样回来的淤泥样品提取400g，将其调配成含水率约为90%，稀释泥浆为4L。③量取约200ml的淤泥放在烧杯中，并随意选取某种絮凝剂按照不同的投放量加入所配备的PAM液体，给予充分搅拌。④在所选定的投加量基础下，把存放在烧杯中的淤泥反复放入其它烧杯中，目的是为了将淤泥与絮凝剂完美的混合，最后观察絮凝体在形成球体状态的实际效果。⑤在絮凝体比较稳固的情况下，将球体性质的絮凝体倒入其他烧杯约为6次，进而加入过滤水装置，读取滤出水的最终数据（体积）。C 实验结果如下表4-16及图4-10示为本文对絮凝剂选型的结果。通过综合对比分析，得出的结论是絮凝剂的阳离子处理效果不好，但阴离子的效果却很明显，最终表明絮凝剂AN910SH从投加量或各时间段的滤水测试效果均是最优的。

絮凝剂的选取与最终比例搭配根据絮凝剂的作用原理，只有在絮凝剂投加量适当时，即胶体粒子部分表明被覆盖，才能在微粒间产生有效的吸附架桥作用，并获得最佳絮凝效果，这是因为絮凝剂的种类、投加量不同，最终处理的淤泥其含水率也不同，且由于淤泥成分的复杂性，单一的脱水剂并不能满足其脱水的要求，所以经过单一脱水剂处理后的淤泥含水率仍然很高，而且投加量也相对较大，增加了实验的成本。在实验室各种条件下的实验对比表明，采用PAM的阴离子类型即AN910SH与PAM的阳离子类型即C4101两者相结合才能发挥最好的脱水效果，两者添加量的最佳比例为1：1，按此比例调制而成的作为河道淤泥脱水一体化工艺的絮凝剂其效果是非常的明显与高效，从实验情况来看，单加某种离子型的PAM会出现跑泥的不良现象，且最终获取的浓缩淤泥工程量较少，不满足工程的实际施工需要，而采用PAM阴、阳离子相结合并加以比例调配形成的综合脱水剂则起到了高效脱水，浓缩淤泥产量高的作用，同时也表明了采用PAM阴、阳离子以1：1的比例（浓度为1kg/m3）搭配处理饱含高含水率的河道淤泥是可行的、有效的。

絮凝剂在本试验工程的实际作用在处理废水中含重金属物沉淀时，为了加速沉降和固液快速分离，选用PAM 絮凝剂，实践证明其絮凝效果是显著的。PAM 能使悬浮物质通过电中和、架桥吸附等起絮凝作用。PAM 用作絮凝剂时，只要使用得法，效果是显而易见的，所形成的絮凝体大，沉降速度快，沉渣易脱水，且用量仅为无机絮凝剂的1/30 ~ 1/300。这样便于固液分离连续处理创造了条件。在处理重金属废水时，如果采用斜板固液分离，使用PAM絮凝剂时，就能加速颗粒沉降，增加斜板固液分离的效率；如果采用气浮固液分离，使用PAM絮凝剂时，颗粒不易分散，并能加速向上漂浮。在原含水率约为95%的河道淤泥浓缩产物添加PAM后进行综合调节，通过絮凝剂本身固有的架桥吸附作用，可以通过一系列综合反应，逐渐将微小的颗粒物凝结成球体或圆形的粗大颗粒，随着絮凝团体的不断扩大，也相应的提高了淤泥颗粒状的沉降速度，最终降低淤泥的含水率[48,49]。单因素实验已经研究出PAM的最佳投加量为0.05g/L，目前，市场上PAM主要是以固体粉末状存在，结合本试验工程的实际情况，本文对研究对象清淤工程絮凝剂的加药量采用0.5g/L的混合絮凝剂，经带式星空体育压滤后，出泥量约为10~15m3/h。