污水预处理中应该如何选择(阴离子,阳离子)聚丙烯酰胺
在污水预处理中应该如何选择(阴离子,阳离子)聚丙烯酰胺
PAM聚丙烯酰胺的合成及工艺物理特性：PAM由丙烯腈与水在骨架铜催化剂作用下直接反应生成聚丙烯酰胺再经离子交换聚合干燥，等工序即得成品，工艺简介如下：催化剂：催化水合CH2=CHCN+H2O 湿度 CH2=CHCONH2 聚合nCH2=CHCONH2-引发剂-CH2CHCONH2
聚丙烯酰胺工业用途：聚丙烯酸胺(PAM)分子量高、水溶性好、可调节分子量，并可以引进各种离子基团以得到特定的性能。低分子量是分散材料有效增调剂或稳定剂，高分子量是重要的絮凝剂，它可以制作出亲水而水不溶性的凝胶，它对许多团体表面和溶解物质有良好的粘附力。由于以上性能PAM广泛应用于絮凝、增稠、减阻、拟胶、粘结、阻垢等领域 。
阴离子聚丙烯酰胺根据不同用途和用户对产品性能的要求，可选用不同分子量使用。
在工业废水处理中，特别是对于悬浮颗粒、较粗、浓度高、粒子带阳电荷，水的PH值为中性工碱性的污水如钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理效果很好。
在饮用水处理。我国很多自来水厂的水源自江河泥少及矿物质含量高，比较混浊，虽经过沉淀处理，但仍达不到要求，需要投加絮凝剂，才能使水质变清，很多自来水厂采用无机絮凝剂，但投加量大，造成污泥量增大效果不好，采用阴离子聚丙烯酰胺作絮凝剂，投加量是无机絮凝的50分之一但效果是无机絮凝剂的几倍至几十倍，特别是我公司生产的聚丙烯酰胺，残余单体已达到食品级(小于0.05%)，接近国外先进水平，无毒，对处理饮用水更为合适，对于有机物污染严重的江河水和阴离子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。
聚丙烯酰胺用作淀粉厂及酒精厂的流失淀粉及酒糟的回收。现在很多淀粉厂排出的废水内淀粉很高，排放之后影响环境，浪费资源，投加PAM，使淀粉沉淀，沉淀物经压滤机压滤变成饼类可作饲料，酒精厂大量的酒糟就是采用这种工艺加工的，黑龙江某酒精厂就是聚丙烯酰胺作絮凝剂，对酒糟进行回收的而且取得了很大的经济效益。
聚丙烯酰胺用作油田调剖堵水的堵水剂，三次采油的驱油剂。
聚丙烯酰胺用作造纸助剂，PAM在造纸方面用途很广泛，可作为长纤维造纸分散剂，干湿增强剂，助留，助滤剂及造纸废水的絮凝剂等。
最新型的水处理剂聚丙烯酰胺，在很多场合处理污水和上水时，阴离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺配合使用要比单独使用一种离子型聚丙烯酰胺产生非常显著和协同效应，PAM对降低表面张力的能力要远远大于同条件下阳离子或阴离子单独存在的能力，为达到降低表面张力的要求，需要同时使用阴离子和阳离子聚丙烯酰胺，便两者如使用不当，会产生白色沉淀物，失去使用效果 。而PAM具有两性离子的特性，它可以完成阴离子、阳离子的配合协同作用，面没有任何沉淀物的产生，特别是对水质情况比较复杂或水的性质经常变化的，使用PAM作为处理絮凝剂更为方便，效果更好。
在污水预处理中采用的污泥取自以钱塘江水为水源的沉淀池，该水厂以聚合氯化铝PAC为絮凝剂。污泥经自然浓缩到含固率为2.7%～2.8%，经测定，污泥中有机物含量为12.1%，sj如含量为52.1%，Al。含量为20.2%。 PAM有阳离子型、阴离子型和非离子型三种类型。非离子型PAM溶解速度较慢，一般不用于污泥预处理，因此试验仅选用两种有代表性的阳离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺。阳离子型PAM分子量1200万，丙烯酰胺单体含量0.012%。阴离子型PAM分子量1250万，丙烯酰胺单体含量0.013％。两种PAM配制浓度均为0.05％%，冰箱冷藏24h后使用。
(1)PAM预处理污泥取lOOml污泥，放入300ml的烧杯中，采用六联搅拌机以1130rpm的转速快 速搅拌30s后迅速投加～定量制备好的PAM，继续以lOOrpm的转速搅拌30s， 然后降低搅拌机转速到20～30rpm慢速搅拌60s促进絮凝。分别测定预处理后污泥的比阻、毛细吸水时间(CST)、过滤液的粘度和离心液的粘度。
(2)比阻按考克力(Coackley)提出的试验方法，采用布氏漏斗试验。布氏漏斗的直径为80mm，滤纸采用由70mm定量中速滤纸，试验真空度控制为0.01MPa。试验重复3次取平均值。
(3)为了降低比阻，提高污泥脱水效果，在污泥脱水前一般均需对污泥进行预处理。污泥预处理的方法有冰冻一解冻预处理、热处理、酸处理、碱处理、石灰预处理和高分子絮凝剂预处理等，其中高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM) 预处理是目前国内外采用最广泛的预处理方法。
(4) 聚丙烯酰胺絮凝剂预处理一般占整个污泥处理费用较高的比例，因此，聚丙烯酰胺的优化筛选和最佳投加率的合理确定对降低污泥预处理费用相当关键。对筛选聚丙烯酰胺的试验方法的研究已开展多年，包括比阻、CST值、污泥流变性、分离液粘度、流动电流等。
(5)试验研究表明：投加阳离子型和阴离子型PAM后污泥比阻都降低近2个数量级，显著改善了污泥的脱水性能。阴离子型PAM最佳投加率为0.3kg/T干污泥，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的最佳投加率为1.5kg/T于污泥，可见阴离子型PAM的投加率远小于阳离子型PAM的投加率，且阴离子型PAM的价格约是阳离子型PAM价格的1/2，故阴离子型PAM可作为自来水厂污泥预处理药剂的首选。
(6)根据CST值变化确定PAM最佳投加率与测定比阻得到的最佳投加率一致。并且CST值与比阻之间存在线性相关关系，比阻值越大，CST值越大，因此可以采用CST值来近似替代污泥比阻反映污泥的脱水性能。与比阻相比，cST值测定快速、简便，不但适用于实验室研究，还可用于生产现场，快速了解污泥脱水性能的变化，使操作人员及时调楚PAM投加率，节省药剂费。
(7)不论是阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂还是阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，随着投加率的增加，滤液和离心液粘度都呈现与比阻和CST值相似的变化规律，出现了明显的最小值，而且该最小值对应投加率与污泥比阻和CST值试验得到的最佳投加率基本一致。该方法判定PAM最佳投加率快速、简单，而且还有可能用作生产上在线控制PAint最 佳投加率的参数，但其在生产上的应用还需做进一步的试验研究。