聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺在炭灰廢水中的應用

摘要：本文通過試驗室試驗和工序試驗找尋較佳投藥量，達到節(jié)能降耗的目的，同時分析水處理中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，提出合乎現(xiàn)狀的工藝及改進措施。

1、前言

PAC（聚合氯化鋁）為無機高分子聚合物，外觀呈黃色顆粒或淺黃色粉狀固體，無毒、無味，具有除臭、脫色、除濁、殺菌等功效，有較強的架橋吸附性能，易溶于水，水解過程中伴隨有電化學、凝聚、吸附和沉淀等物理化學過程，有腐蝕性。

PAM（聚丙烯酰胺）俗稱絮凝劑或凝聚劑，固體產(chǎn)品外觀為白色或略帶黃色粉末，液態(tài)為無色黏稠膠體狀，易溶于水，聚丙烯酰胺分子中具有陽性基團酰胺基（-CONH₂），能與分散于溶液中的懸浮粒子吸附和架橋，有較強的絮凝作用。

這兩種藥劑可以單獨使用，但效果要比混合使用差些，波濤聚合氯化鋁廠家根據(jù)某工段的水質情況，通過實驗室試驗和工序試驗的對比試驗，找出較佳的投加量，使現(xiàn)場達到較佳的處理效果。

2、實驗室試驗

（1）廢水來源。本試驗廢水來源于某工段除塵系統(tǒng)的除塵水，廢水成分主要是炭灰以及吸附的一些含硫物質等。

（2）試驗器材。包括5個500ml的燒杯，pH計，COD測定儀器，濁度測定儀器。

（3）試驗藥品。聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化鋁（PAC）、苛性鈉（NaOH）溶液、稀鹽酸溶液。

（4）試驗方法。在5個燒杯中，加入500ml水樣，用苛性鈉溶液或稀鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值，再分別加入一定量的PAC、PAM，攪拌一段時間后，靜置沉淀，取上層清液分析COD、濁度和pH。

（5）試驗結果及討論

①PAC投加量。絮凝劑用量是否合理直接關系到沉淀是否完全、處理是否更有效及生產(chǎn)成本是否更低，因此，需要對此進行實驗，以準確確定其用量。實驗所用廢水的COD為124mg/L，濁度NTU為26.7，pH為4.7，根據(jù)實驗方法，在實驗過程中，固定PAM加入量為2mg/L，pH值為7.0，僅改變絮凝劑PAC用量。考察絮凝劑PAC用量對COD、濁度以及pH的影響。

試驗可以觀察到，當PAC投加量在5mg時，懸浮物不能有效沉淀，從而測出的COD偏高，在投加量為10mg時，COD較低，隨著投加量的增加，COD有明顯上升趨勢。試驗得出數(shù)據(jù)表明，PAC投加量在5-25mg之間，都可以使廢水變清。由于PAC呈弱酸性，隨著投加量的增加，pH有一個明顯回落，這與工藝上的現(xiàn)象一致。從試驗可知，PAC較佳投加量為10mg，即20ppm。

②PAM投加量。按試驗方法，固定PAC的用量（根據(jù)試驗1得出，較佳投加量在10mg），廢水的pH為7.0，僅改變PAM用量，考察絮凝劑PAM對COD、濁度以及pH的影響。

試驗可以觀察到，隨著PAM投加量的增加，上清液中顆粒明顯減少，沉淀時間明顯縮短，當PAM投加量為10mg時，廢水沉淀速度較快，絮狀物沉淀也較大，投加量為2mg時，絮狀物沉淀不凝聚，沉淀速度慢，因此，濁度比其他幾組都高。從試驗可以得出PAM較佳投加量為6mg，即12ppm。

③pH的影響。按試驗方法，固定PAC和PAM的用量，用苛性鈉溶液或稀硫酸調(diào)節(jié)pH值，觀察對COD的影響。

可以看出，pH在6和8時，COD較低，濁度在pH為5-8之間都呈現(xiàn)出下降的趨勢，pH大于9時，開始上升。可以確定，在PAC和PAM投加量相對固定的前提下，較佳的操作條件在6和8之間。

3、某工段現(xiàn)場試

（1）現(xiàn)狀。工藝操作上每天投加量不很固定，主要根據(jù)四個（1#/2#/3#/4#）澄清池的狀況來調(diào)整，現(xiàn)以循環(huán)量Q=290m³/h，一天循環(huán)量為6960m³/d，每天的投加量為：PAC：300kg，PAM：24kg。

（2）試驗部分。工藝試驗是通過降低藥劑投加量，分階段進行試驗觀察，尋找一個適合工序運轉的投加量（見表1）。

表1 投入量優(yōu)選

通過觀察，在一步中現(xiàn)場觀察到除澄清池2#渾濁外其余都清。二步中現(xiàn)場觀察到4個澄清池全清。第三步現(xiàn)場觀察到除澄清池2#渾濁外其余都清，試驗期間工藝安排澄清池1#和4#排污，全部上液后，4個澄清池全清。第四步觀察的時間較長，期間澄清池2#和3#都有渾濁的時候，不過都能保持三個澄清池是清的。

PAC投加量為160kg/d，PAM為9.6kg/d時，能滿足工藝要求，取澄清池出口的水分析：COD為106mg/l，濁度NTU為4.0，pH為5.0，符合廢水排放的標準。

（3）討論。由于試驗室靜止的燒杯試驗不能完成等同于現(xiàn)場工藝的試驗，現(xiàn)場試驗得出的數(shù)據(jù)與試驗室得出的數(shù)據(jù)有區(qū)別。

工藝試驗中，藥劑分配不均和藥劑管道的堵塞都可能導致澄清池渾濁。在實驗過程中，澄清池1#和3#的PAC管道堵塞，清理后，澄清池立即開始礬花，而后逐漸變清。在試驗過程中，澄清池2#渾濁出現(xiàn)的次數(shù)較多，主要是由于其距離藥劑泵出口較遠引起的。

工藝試驗做到了PAC每天投加量為160kg，PAM投加量每天為9.6kg，比原先每天PAC300kg，PAM24kg的投加量已經(jīng)下降了近50%，達到了節(jié)能降耗的要求。

4、總結與建議

PAC的投加量過多，會直接導致處理成本的升高，PAC加多了會使水中礬花不密實，很松散，不易沉淀，而且出水的懸浮物偏高，另外，多加的PAC還會與PAM反應生成白色絮狀物沉淀，水質發(fā)白。因此，平常多注意觀察水質，有助于判斷PAC是否過量。

為了使四個澄清池的加藥均勻，建議將PAC的入口管設在四個澄清池的總入口管上，PAM也設在總管上，但與PAC需有段距離，可以讓PAC與廢水充分混合，反應完全。

從現(xiàn)場試驗可以看出，PAM的濃度在1-2ppm之間就足夠了，這點跟試驗室做出的結果有較大的差異。

澄清池需要不定時排污，當發(fā)現(xiàn)澄清池水質變黑或者懸浮物增多的情況下（反沖除外），需要安排進行有效的排污，污泥需要排干凈，因為沉積在澄清池底部的污泥可能會粘附PAC和PAM，使水的處理效果變差。