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通過電泳試驗就可確定污泥的電性, 再根據(jù)污泥的電性選用相對應離子型的聚丙烯酰胺PAM。如前所述, 非離子型和弱陰離子型的聚丙烯酰胺PAM以吸附架橋為主。它在分子量足夠高時,盡管有電荷的斥力也仍能保持絮凝沉降作用。它對大顆粒的懸浮粒的絮凝比較顯著, 對金屬的氫氧化物也有較好的效果; 陽離子型的兼有吸附架橋和電中和的雙重效應。由于大部分的污泥都帶負電荷, 所以陽離子型的對一般污泥和一些顆粒小時膠體都有較好的處理效果。即丙烯酰胺和少量交聯(lián)劑甲叉雙丙烯酰胺,在催化劑過硫酸銨作用下聚合形成凝膠。另外它在污泥的機}成脫水過程中可增加脫水的穩(wěn)定性, 有可能成為脫水的必須藥劑。
聚合物的分子鼠在污尼脫火中有很友的影響, 一般高分子量的聚丙烯酰胺PAM效果好, 但分子量過高又會從藥洲灼江解帶來麻煩同時由于目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家產(chǎn)品不穩(wěn)定, 高分子產(chǎn)品也不易得, 囚此在選用時要兼顧這兩個方面, 總之使用單位要經(jīng)過多次試驗才能選出適宜的聚丙烯酰胺PAM, 否則收不到良好的效果。PAM的施用量越大,保水效果就越好,但是,當施用量過大時,反而會起到相反的效果。
通過多次試驗摸索, 選定的操作程序為: 取含水97%~98%污泥一定容積置燒杯中,如需調(diào)PH值時先調(diào)至所需的pH值, 將攪拌漿伸至泥中, 如系二次加藥式, 先開攪拌器控制速度在40轉(zhuǎn)/分左右, 加入陽離子聚丙烯酰胺, 混均后, 攪拌速度降至20轉(zhuǎn)/分左右, 然后加入陰離子聚丙烯酰胺并計時間2分鐘停止攪拌, 做顆粒對比。如果是混合加藥或只加一種藥劑, 那么只慢速(200轉(zhuǎn)/分)攪拌2分鐘即可。現(xiàn)將部分結(jié)果列于表3 。處理含油乳化廢水時陽離子聚丙烯酰胺有機絮凝劑與無機混凝劑聚合氯化鋁(PAC)復合使用效果更好。
從試驗結(jié)果可看出污泥的PH值對造粒效果影響比較顯著, 而且不同的藥劑有其不同的適宜的PH范圍。如季陽與弱陰搭配使用,在PH值7.5以上可造出較好的顆粒。而陽離子聚丙烯酰胺的與陰離子聚丙烯酰胺的搭配, 用在PH值6.5以下為好如圖15所示:
經(jīng)聚丙烯酰胺PAM調(diào)質(zhì)后污泥絮凝顆粒粒徑、沉降后上清液的體積、比阻及泥餅含固率隨聚丙烯酰胺PAM投加量的增加而發(fā)生變化。其中,A劑型聚丙烯酰胺PAM因水解度過低、E劑型聚丙烯酰胺PAM因相對分子質(zhì)量過大對污泥調(diào)質(zhì)的影響較小,改變投加量對污泥的沉降性能影響不大; 但對C和D劑型而言,隨投加量的增加,污泥絮凝顆粒粒徑和沉降后上清液的體積逐漸增大、比阻降低,泥餅含固率增高,當投加量達到75mg·L-1 后,粒徑>0.85mm的污泥絮凝顆粒組成和上清液體積達值,而此時比阻低,泥餅含固率,但當投加量超過該值時,反而降低. 這表明聚丙烯酰胺PAM投加量愈大,參與吸附架橋的PAM分子就越多,對污泥脫水、沉降性能的改善效果就越好,但當投加量超過某一點時,用量增多會導致絮凝劑分子自身纏繞使吸附架橋能力降低,因而,從污泥調(diào)質(zhì)的角度來看,聚丙烯酰胺PAM存在一個用量。據(jù)統(tǒng)計,截止到2010年底,中國已建成超過4000萬個戶用沼氣池,沼氣產(chǎn)量達到190億立方米,到2020年,沼氣產(chǎn)量達到400億立方米。
本研究中,C、D 劑型聚丙烯酰胺PAM的用量為75 mg·L-1,此時以干污泥計,聚丙烯酰胺PAM投加率為1.7‰,即每噸干污泥需投加C、D劑型聚丙烯酰胺PAM均為1.7kg,低于在將陰離子聚丙烯酰胺PAM應用于污泥脫水研究中發(fā)現(xiàn)的投加率范圍0.23%~0.31%,這可能是由聚丙烯酰胺PAM的相對分子質(zhì)量、水解度及污泥性質(zhì)不同所引起。投加聚丙烯酰胺PAM之所以能改善城市污泥的沉降和脫水性能,與其通過吸附、表面反應、架橋等作用對污泥表面物質(zhì)的影響有關(guān)。結(jié)果表明,污泥經(jīng)A、B、C和D4種劑型聚丙烯酰胺PAM調(diào)質(zhì)后,上清液中核酸、蛋白質(zhì)和多糖濃度的變化趨勢與污泥沉降后上清液體積(圖3) 及泥餅含固率的變化(圖5) 趨勢相同,與污泥比阻的變化趨勢相反(圖4)。由于上清液中的核酸、蛋白質(zhì)和多糖主要來自污泥中EPS的釋放,其濃度的提高表明聚丙烯酰胺PAM促進了污泥表面EPS的脫落。還表明,向城市污泥投加陰離子聚丙烯酰胺PAM后,上清液中蛋白質(zhì)和總糖濃度的變化幅度大于核酸,從變化趨勢看,投加A、B、C 和D4種劑型聚丙烯酰胺PAM使上清液蛋白質(zhì)、總糖和核酸濃度均高于未添加聚丙烯酰胺PAM的處理,而投加E劑型聚丙烯酰胺PAM使核酸濃度呈先降低再上升的趨勢。這可能與它們在EPS中所占的比例和不同劑型聚丙烯酰胺PAM對EPS的作用強弱有關(guān)。在污泥中,糖類和蛋白質(zhì)占EPS總量的70%~80%,而核酸所占比例較低。7、配制PAM水溶液時,應在搪瓷,鍍鋅,鋁制或塑料桶內(nèi)進行,不可在鐵容器內(nèi)配制和貯存。EPS的脫落降低了污泥表面的負電荷,增強了污泥的疏水性,使更多的結(jié)合水轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤?,有利于細小顆粒重新絮凝成緊實的大絮凝體,使污泥易于沉降,上清液體積增加,同時大的絮凝體可減輕過濾介質(zhì)堵塞,降低污泥比阻,改善污泥脫水性能。