不同實驗驗證聚丙烯酰胺對污泥水處理效果
說起污泥水，我們應該知道水是人類生存和發(fā)展不可缺少而又是數(shù)量有限的物質，更是是人類生活和生產(chǎn)活動中不可替代的極為重要的寶貴資源。隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，工業(yè)廢水的排放量日益增加，水污染是我們面臨的主要環(huán)境問題之一。污水處理成了一個嚴峻的問題。污水處理一般采用物理、化學和生物發(fā)發(fā)，或幾種方法配合使用以除去污水中有害物質。工業(yè)中有害物質發(fā)生物理、化學反應，達到水與有害物質分離的效果.
水處理中所采用的絮凝劑通常為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩大類。無機絮凝劑中使用廣泛的有兩類，即鐵系絮凝劑（FeCl3、Fe2(SO4）3及其聚合物）和鋁系絮凝劑（AICl3、Al2(SO4)3及其聚合物）。常用的有機高分子絮凝劑為聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鈉。聚丙烯酰胺又分為非離子型陰離子型和陽離子型。由于陰離子型聚丙烯酰胺的沉淀絮凝性能優(yōu)越，因此在工業(yè)上得到廣泛應用。在現(xiàn)場的絮凝小試驗中，經(jīng)常發(fā)投加無機絮凝劑時，有人量較多且濃度較高時才能獲得讓人滿意的出水效果，而投加有機絮凝劑聚丙烯酰胺時，用量很少，通常幾毫升，而且濃度相當?shù)?，出水效果卻很好。關于無機絮凝劑的絮凝機理研究相對很少，因此文章就有機絮凝劑聚丙烯酰胺的絮凝機理進行研究，并且對流體化學因素對絮凝過程的影響進行初步探討。
1實驗相關
1.1實驗所用原理及儀器
實驗原理：分別配置濃度1g/L的污泥水以及濃度為1%的陰離子聚丙烯酰胺(PAM)溶液。
實驗儀器主要有自制攪拌桶（1000mL）、容量瓶（1000mL）、錐形瓶、移液管、量筒、電子臺秤、電動攪拌器等。
1.2 實驗方法
在攪拌桶里裝入1L配置好的污泥水，以不同的PAM投入量和對藥劑PAM與污泥水混合物進行不同剪切速率和剪切時間處理后，靜置一定時間，去上層清夜測量濁度，并進行比較。
2實驗結果及分析
2.1 藥劑投入量對污泥水沉降效果的影響
在攪拌裝置中，分別加入不同量的PAM，選定250r/min的剪切速度剪切轉速為100r/min剪切3min，靜置1min后取上層清夜測量濁度，隨著藥劑PAM投入量的增加，剛開始污泥沉降效果較好，表現(xiàn)為濁度逐漸降低。當藥劑PAM用量為0.5mL時，污泥水沉降效果好。當PAM的投入量進行增加時，污泥水沉降效果反而變差。因此，污泥水沉降中村子一個最佳藥劑用量，超過此用量，不僅不能改善污泥的沉降效果，而且還浪費了藥劑。
2.2 剪切因素對污泥水沉降效果的影響
2.2.1 強剪切時間對污泥水沉降效果的影響
在污泥水中加入藥劑PAM 0.5mL后，對PAM與污泥水的混合物進行剪切轉速250r/min的強剪切，在此剪切轉速上改變剪切時間，然后選定剪切轉速100r/min剪切3min后，靜置混合物1min，取上次清夜測量速度。污泥水加入最佳藥劑用量后，對污泥水與藥劑的混合物分別以同樣的強剪切轉速、不同的剪切時間進行處理，其出水的濁度有較大的差別。隨著剪切時間的延長，出水濁度逐漸下降，剪切時間5~8min后，曲線沒有很大的跳躍性，出水濁度沒有明顯差別，但當剪切時間超過8min后，出水濁度出現(xiàn)上升現(xiàn)象，污泥水沉降效果變差。所以污泥水沉降中存在一最佳的強剪切時間。
2.2.2弱剪切時間對污泥水沉降效果的影響
污泥水中加入藥劑PAM最佳用量0.5mL后，對PAM于污泥水的混合物分別進行剪切轉速250r/min的強剪切，剪切時間1min，然后調(diào)整剪切轉速為100r/min，分別剪切不同的時間后，靜置混合物1min，取上層精液測量濁度。隨著弱剪切時間的延長，出水濁度一直出現(xiàn)下降其實，污泥水沉降效果越來越好。在剪切時間為8~10min時，曲線幾乎呈水平線，濁度變化不是很明顯。絮凝是微小絮體凝聚成大絮體的過程，當剪切時間延長時，提供微小絮體相互碰撞的足夠時間。因此，大絮體的生產(chǎn)率較高，濁度自然就降低。
絮凝初期，即微小絮體形成階段，存在最佳的強剪切時間，當剪切時間超過臨界值后，出水濁度出現(xiàn)升高現(xiàn)象。而在絮凝的后期，即大絮體形成階段，弱剪切時間越長越好，出水濁度有很大的降低。
2.23 強剪切轉速對污泥水沉降效果
污泥水中加入PAM最佳藥劑用量0.5mL后。分別對PAM于污泥水的混合物進行不同強剪切轉速處理，剪切時間1min后，調(diào)剪切轉速為10r/min，剪切時間3min，然后靜置混合物1min ,取上層清夜測量濁度。
強剪切轉速對污泥水的沉降效果有很大的影響。隨著剪切轉速的增大，曲線急劇下降，出水濁度大大降低，當剪切轉速為300r/min時，污泥水沉降效果最好，濁度為10NTU。當剪切轉速為350r/min時，濁度為20BTU。剪切轉速繼續(xù)增大時，曲線幾乎是平坦，出水濁度沒有多大變化。污泥水中投加藥劑后，水中的穩(wěn)定顆粒在有機絮凝劑PAM的吸附架橋作用下，變得不穩(wěn)定，成為絮團而沉降，這過程發(fā)生很快。當絮團碰到強剪切時，很容易破壞，重新變?yōu)榉€(wěn)定顆粒懸浮在水中，所以剪切轉速超過某一臨界值時，出水濁度反而變差，不但浪費了能耗，而且沒有達到處理污泥水的面對。因此污泥水沉降過程中，投加藥劑的瞬間，對污泥水與藥劑的混合物存在一個最佳的強剪切轉速。
2.24弱剪切轉速對污泥水沉降效果的影響
污泥水中加入PAM最佳藥劑用量0.5mL后，對PAM與污泥水的混合物進行強剪切處理（轉速250r/min），剪切1min后，調(diào)整為不同的弱剪切轉速，剪切時間3min，然后靜置混合物1min，取上層清夜測量濁度。
隨著弱剪切轉速的增大，出水濁度逐漸降低，污泥水沉降效果越來越好。當剪切轉速從120r/min增大到150r/min時，曲線急劇下降，出水濁度大大降低。在絮凝的后階段，微小絮體相互碰撞凝結成大絮體的過程，要求絮體間有速度差，即速度梯度。因此，弱剪切轉速越大，絮體間相互碰撞的幾率就增大，大絮體的形成率也就增大，但是這時的剪切轉速也不宜過大，防止生成的大絮體被剪碎。
微小絮體形成的階段，對水力條件要求較大，需要進行強剪切，但剪切轉速不是越大越好，存在最佳剪切轉速。而在大絮體的形成階段，對水力條件要求不是很大，但為了提高絮體間的碰撞幾率，需施加一定轉速的弱剪切，而不是采取最低的剪切轉速。
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