改性淀粉類絮凝劑——接枝共聚物在污泥脫水中的應(yīng)用

[db:作者] / 2022-12-30 00:00

[應(yīng)用]

(1)污泥脫水中的應(yīng)用

李玉江和吳濤通過(guò)對(duì)淀粉和丙烯酰胺的共聚產(chǎn)物進(jìn)行胺甲基化反應(yīng)，制備胺甲基度較高的陽(yáng)離子有機(jī)絮凝劑CPMA,并用于污泥的絮凝脫水，發(fā)現(xiàn)CPMA可使污泥的含水率由99.3%下為69%，絮凝脫水性能優(yōu)于陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(PAM-C)和非離子型聚丙烯酰胺(PAM)。3種有機(jī)高分子絮凝劑處理活性污泥的試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)圖3-21、表3-56和表3-57。

表3-56 濾液的透光率

①CPMA的脫水性能污泥脫水實(shí)驗(yàn)是在同等操作條件下進(jìn)行的，因此在一定時(shí)間內(nèi)過(guò)濾濾液的體積是比較污泥脫水效果的直觀指標(biāo)，濾液越多則污泥濾餅的含水率越低，絮凝劑的脫水效果越好。圖3-21反映3種絮凝劑投加量均為0.8%時(shí)，濾液體積與過(guò)濾時(shí)間的關(guān)系。由圖3-21可知，同等投加量條件下CPMA的脫水性能最好。

②濾液澄清情況一種好的脫水絮凝劑不僅要有好的脫水性能而且要求濾液有較高的澄清度，濾液的澄清度可以用透光率來(lái)表示，透光率說(shuō)明了絮凝劑對(duì)污泥中膠粒、微細(xì)粒子和雜質(zhì)成分的脫除性能，表3-56是反復(fù)測(cè)試后選擇最大吸收波長(zhǎng)650nm，以751分光光度計(jì)測(cè)出的濾液透光度。由表3-56看出以CPMA為絮凝脫水劑污泥的濾液透光性好，澄清度高。

CPMA脫水性能好，濾液透光率高，可以認(rèn)為與其本身的性質(zhì)有著直接的關(guān)系。污泥中的膠體顆粒及微生物殘?bào)w帶有負(fù)電荷，而CPMA胺甲基度高具有很高的正電荷密度，它不僅可以起到對(duì)污泥顆粒的電中和作用，使污泥細(xì)粒脫穩(wěn)聚集，而且依靠分子內(nèi)正電荷的相互排斥作用使CPMA的主鏈得到最大限度的伸展從而大大增強(qiáng)了吸附架橋能力。

③污泥脫水前后的含水率與燃燒熱值隨著過(guò)濾時(shí)間的延續(xù)，濾液體積逐漸增加，而污泥濾餅的含水率逐漸降低，直至真空度最終破壞，此時(shí)，濾餅含水率為真空脫水過(guò)程中所能達(dá)到的最低濾餅含水率，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3-57。由表3-57看出，CPMA的投加量最小，濾餅含水率最低。

表3-57濾餅最低含水率

楊波和趙榆林利用淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的Mannich反應(yīng)產(chǎn)品處理城市污水的活性污泥，發(fā)現(xiàn)：a.選擇相對(duì)分子質(zhì)量為500×104左右的絮凝劑比較理想，此時(shí)絮凝劑的最佳用量為30mg/L；b.隨著胺化度增加，脫水率提高，當(dāng)胺化度為33%時(shí)，脫水率最好，繼續(xù)提高胺化度，脫水率反而下降。這是由于分子量高電荷密度高的比分子量高電荷密度低的有機(jī)高分子絮凝劑被固體顆粒吸附得更多，能夠橋連的立體環(huán)式和尾式結(jié)構(gòu)減少。這樣影響橋連，絮凝作用降低。

楊波等還利用陽(yáng)離子型淀粉丙烯酰胺接枝共聚物對(duì)活性污泥進(jìn)行了脫水處理，并考察了處理效果，發(fā)現(xiàn)了以下幾種情況。

①絮凝劑用量達(dá)到某峰值，脫水污泥含水率最低。再增加用量時(shí)，絮凝劑效果反而下降，這是由于投加量繼續(xù)增大，因架橋作用所必需的離子表面吸附活性點(diǎn)被絮凝劑所包裹，使得架橋變得困難，處理效率降低。另一方面絮凝劑的最佳用量隨特性黏數(shù)增加而降低，但由于在聚合時(shí)，要防止特性黏數(shù)過(guò)大而產(chǎn)生交聯(lián)，因此，控制特性黏數(shù)為12.5dL/g比較好，此時(shí)，絮凝劑的最佳用量為40mg/L。

②陽(yáng)離子度對(duì)脫水污泥含水率的影響由于陽(yáng)離子型改型天然高分子絮凝劑是通過(guò)Man-nich反應(yīng)，最終得到叔胺化產(chǎn)物，所以陽(yáng)離子度與絮凝劑的電荷密度呈線性關(guān)系，隨著陽(yáng)離子度增加，含水率減少，當(dāng)陽(yáng)離子度為40%時(shí)，脫水污泥含水率最低，繼續(xù)提高陽(yáng)離子度，脫水污泥含水率反而上升，這是由于分子量高電荷密度高的比分子量高電荷密度低的有機(jī)高分子絮凝劑被固體顆粒吸附得更多能夠橋連的立體環(huán)式和尾式結(jié)構(gòu)減少，這樣影響橋連，絮凝作用降低。

③接枝率高的共聚物比接枝率低的共聚物絮凝效果好，這是因?yàn)榻又酆衔锉染畚矬w積龐大，形成剛?cè)嵯酀?jì)的網(wǎng)狀大分子，橋連作用更為顯著，但是，隨著接枝率的提高，接枝共聚物的交聯(lián)程度增加可溶性下降接枝率超過(guò)60%后接枝共聚物交聯(lián)程度難以控制往往不溶，因此接枝率達(dá)到60%比較理想。

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