在城市污泥脫水中選擇聚丙烯酰胺可以從以下幾個(gè)方面考慮:
一、離子類(lèi)型選擇
陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺:
適用情況:當(dāng)污泥中含有較多帶負(fù)電荷的有機(jī)物或膠體顆粒時(shí),可以考慮使用陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺。例如,在一些工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的污泥中,含有大量帶負(fù)電荷的染料、重金屬離子絡(luò)合物等。
優(yōu)勢(shì):陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺能夠通過(guò)電中和作用與帶負(fù)電荷的顆粒結(jié)合,快速形成較大的絮體,提高污泥的沉降速度和脫水效果。
陰離子型聚丙烯酰胺:
適用情況:對(duì)于一些含有較多金屬離子或帶正電荷顆粒的污泥,陰離子型聚丙烯酰胺更合適。比如在礦山廢水處理后的污泥中,含有大量的金屬離子。
優(yōu)勢(shì):陰離子型聚丙烯酰胺可以與金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,促進(jìn)污泥絮凝。同時(shí),陰離子型聚丙烯酰胺的投加量相對(duì)較低,且價(jià)格相對(duì)便宜。
非離子型聚丙烯酰胺:
適用情況:當(dāng)污泥的電荷性質(zhì)不明顯,或者對(duì)離子性要求不高時(shí),可以選擇非離子型聚丙烯酰胺。例如在一些中性廢水處理產(chǎn)生的污泥中,非離子型聚丙烯酰胺主要通過(guò)吸附架橋作用使污泥顆粒凝聚。
優(yōu)勢(shì):非離子型聚丙烯酰胺具有較好的穩(wěn)定性,在較寬的 pH 值范圍內(nèi)都能發(fā)揮作用,且與其他化學(xué)藥劑的兼容性較好。
二、分子量選擇
一般原則:分子量越大,聚丙烯酰胺的絮凝能力越強(qiáng),但同時(shí)溶解速度會(huì)變慢。在選擇分子量時(shí),需要綜合考慮污泥的性質(zhì)、處理設(shè)備的要求以及成本等因素。
對(duì)于顆粒較小、難以絮凝的污泥,可以選擇分子量較高的聚丙烯酰胺,以增強(qiáng)其吸附架橋和網(wǎng)捕能力。
如果處理設(shè)備的攪拌能力有限,或者希望加快處理速度,可以選擇分子量適中的聚丙烯酰胺,以保證其溶解速度和分散性。
注意事項(xiàng):當(dāng)分子量過(guò)高時(shí),會(huì)出現(xiàn)分子鏈纏繞在污泥顆粒表面形成水化殼的情況,阻礙絮凝,降低污泥的沉降和脫水性能。因此,應(yīng)避免選擇過(guò)高分子量的聚丙烯酰胺。
三、水解度選擇
水解度的影響:水解度越高,聚丙烯酰胺鏈上可水解的活性官能團(tuán)越多,帶負(fù)電官能團(tuán)和水解出的 H?等通過(guò)吸附架橋和氫鍵等作用壓縮污泥表面雙電層,使表面 EPS 脫落,絮凝顆粒重新絮凝增大,釋放出更多的自由水。
對(duì)于含有較多胞外聚合物(EPS)的污泥,可以選擇水解度較高的聚丙烯酰胺,以促進(jìn) EPS 的脫落,改善污泥的脫水性能。
但水解度也不是越高越好,過(guò)高的水解度會(huì)導(dǎo)致聚丙烯酰胺分子自身纏繞,降低吸附架橋能力。
綜合考慮:在選擇水解度時(shí),需要結(jié)合污泥的性質(zhì)、分子量以及處理要求等因素進(jìn)行綜合考慮。一般當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量相同時(shí),提高水解度能改善污泥的沉降和脫水性能;但當(dāng)水解度過(guò)高時(shí),也會(huì)出現(xiàn)不利影響。
四、投加量確定
更好投加量范圍:聚丙烯酰胺投加量并非越大越好。投加量過(guò)少,參與吸附架橋的聚丙烯酰胺分子不足,無(wú)法充分發(fā)揮絮凝作用;投加量過(guò)多,會(huì)導(dǎo)致絮凝劑分子自身纏繞,使吸附架橋能力降低。因此,存在一個(gè)更好投加量范圍。
可以通過(guò)小試和中試實(shí)驗(yàn),確定不同污泥性質(zhì)和處理?xiàng)l件下的更好投加量。一般投加量在一定范圍內(nèi)逐漸增加時(shí),污泥的脫水性能會(huì)逐漸提高,但當(dāng)超過(guò)更好投加量后,脫水性能會(huì)下降。
監(jiān)測(cè)和調(diào)整:在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)污泥的變化情況和處理效果,及時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整聚丙烯酰胺的投加量。例如,當(dāng)污泥性質(zhì)發(fā)生變化(如含水率、顆粒大小、電荷性質(zhì)等改變)時(shí),需要重新調(diào)整投加量。
城市污泥脫水中選擇聚丙烯酰胺需要綜合考慮離子類(lèi)型、分子量、水解度和投加量等因素,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定選擇方案,以提高污泥的脫水效果和處理效率。