高分子【聚丙烯酰胺】的水處理中的應用認識

下面是關(guān)于高分子聚丙烯跣胺運用于水處理的案例，這個(gè)會(huì )幫助大家對于聚丙烯酰胺的深刻的認識。加強有機高分子聚丙烯酰胺的水處理中的應用認識，希望會(huì )對大家的以后的使用有所知道作用。
　　一、使用高分子聚丙烯酰胺電解質(zhì)的工藝情況

　　●水廠(chǎng)聚丙烯酰胺作助凝劑使用

　　備注：其中聚丙烯酰胺HCA的投加濃度0.3ppm指原液濃度（固含量為40%）。
　　
●聚丙烯酰胺應用歷史：
　　(1)1998～1999年　　聚丙烯酰胺作混凝劑使用
　　(2)2000年　　助凝劑的同時(shí)也作混凝劑使用

　　備注：HCA作為混凝劑使用可大量節約鐵鹽投量，1997年通用水務(wù)未選用HCA作為混凝劑時(shí)，余沉池鐵鹽投量高達80——120mg/l；2000年通用水務(wù)在選用HCA作為混凝劑的同時(shí)，也作鐵鹽的對比實(shí)驗，投量在90mg/l左右。在生產(chǎn)實(shí)踐中，我們還總結發(fā)現：
　　●當鐵鹽投量在15ppm以上時(shí)，每投加0.1ppmNCA可節約鐵鹽7——8mg/l；
　　●當鐵鹽投量在15.0ppm以下時(shí)，每投加0.1ppmHCA可節約鐵鹽3——4mg/l。
　　●當鐵鹽投量低于6.0ppm，投加HCA不會(huì )節約鐵鹽投量。

　　三、高分子聚丙烯酰胺藥劑篩選實(shí)驗及分析

　　進(jìn)入2000年以來(lái)，灤河水質(zhì)較前兩年相比進(jìn)一步惡化，并且具有更大波動(dòng)性，除存在大量藻類(lèi)外，濁度的變化也非常明顯。源水水質(zhì)變化可見(jiàn)表（一）。為此，我們在通用水務(wù)公司化驗室重新進(jìn)行了高分子混凝劑與助凝劑的篩選實(shí)驗。
　　●實(shí)驗聚丙烯酰胺藥劑：
　　1、HCA
　　2、FL45C
　　3、LT35
　　●聚丙烯酰胺實(shí)驗條件：快速攪拌（300轉/分）1.5分鐘后，自動(dòng)切換到慢速（40轉/分）攪拌20分鐘，靜止沉淀5分鐘后，檢測上清液濁度。
　　●聚丙烯酰胺實(shí)驗項目
　　1、HCA、LT35、FL45C三種藥劑作為混凝劑的對比實(shí)驗，取予沉池進(jìn)口源水，水質(zhì)變化范圍參見(jiàn)表（一）。藥劑投加量固定為2.0mg/l、3.0mg/l，作燒杯實(shí)驗，比較各自剩余濁度， 。

聚丙烯酰胺予沉池進(jìn)口水質(zhì)數據 地點(diǎn)
項目預沉池進(jìn)口 濁度（NTU） 99.4---49.0 色度（度） 35--25 PH 8.66--8.01 蛋白性氮（mg/L) 0.80--0.40 亞硝酸氮（mg/L) 0.033--0.020 耗氧量（mg/L) 12.0--7.0 葉綠素（μg/L) 47.44--21.20 葉綠素a（μg/L) 39.91--16.54 藻類(lèi)計數（萬(wàn)個(gè)/L） 4475--3169
作為混凝劑使用剩余濁度對比數據 表
（二） 　　　聚丙烯酰胺混凝劑
聚丙烯酰胺加藥量
（mg/L) HCA FL45C LT35 2.0 3.0 2.0 3.0 2.0 3.0 濁度（NTU） 7.6 3.8 4.6 4.0 8.5 11.2

　　備注：聚丙烯酰胺表中剩余濁度值均為統計平均值
　　2. HCA、LT35、FL45C三種藥劑作為助凝劑的對比實(shí)驗，取予沉池出口原水，水質(zhì)變化范圍參見(jiàn)表（三）。三氯化鐵投加量相同，三種藥劑投加量分別為0.4mg/l，作燒杯實(shí)驗，比較各自濁度，參見(jiàn)表（四）與表（五）

予沉池出口水質(zhì)數據 表（三） 地點(diǎn)
項目預沉池出口 濁度（NTU） 11.6---7.8 色度（度） 15--10 PH值（PH） 8.07---7.82 蛋白性氮（mg/L) 0.34---0.28 亞硝酸氮（mg/L) 0.015---0.009 耗氧量（mg/L) 4.7---3.7 葉綠素（μg/L) 6.25---2.15 葉綠素a（μg/L) 2.42---0.58 藻類(lèi)計數（萬(wàn)個(gè)/L） 719---457



聚丙烯酰胺作為助凝劑使用的剩余濁度對比數據 表（四） 　　　2.7:1鐵堿混合液投加量
　　　　?。?mg/L)
混凝劑 5 6 7 8 9 10 11 12 HCA 2.0 1.6 1.8 1.8 1.5 1.4 1.7 1.4 FL45C 2.0 1.8 1.7 1.7 1.4 1.3 1.6 1.4 LT35 2.2 1.7 1.8 1.6 1.4 1.2 1.3 1.3
作為助凝劑使用的剩余濁度對比數據 表（五） 2.7:1鐵堿混合液投加量（ mg/L)
混凝劑 5 6 7 8 9 10 11 HCA 1.9 1.9 1.8 1.6 1.5 1.3 1.6 FL45C 2.1 1.8 1.6 1.6 1.2 1.1 1.1 LT35 2.8 2.2 1.9 1.5 1.6 1.4 1.2

　　備注：1、表（四）助凝劑投加量為0.5mg/L、表（五）助凝劑投加量為0.4mg/L。
　　　　　2、表中剩余濁度值均為統計平均值。

　　● 實(shí)驗結論
　　1、表中數據可看出，三種藥劑作為混凝時(shí)均有明顯的除濁作用，源不濁度可從99.4NTU降到11.2NTU左右，濁度去除率在88.7%以上。
　　2、三種藥劑作為助凝劑時(shí)，總體上看FL45C與LT35均好于HCA。FL45C與LT35之間比較，單從剩余濁度上看難分伯仲，差別甚微。觀(guān)察實(shí)驗過(guò)程發(fā)現，FL45C出體個(gè)大且均勻，絮體下沉平穩，LT35絮體相對細小，沉淀速度較慢。

　　四、全的高分子藥劑的生產(chǎn)性實(shí)驗分析

　　通過(guò)化驗室小型實(shí)驗之后，我們又選用FL45C持續一個(gè)月，LT35持續一周。生產(chǎn)性實(shí)驗結果（見(jiàn)表六）與化驗室小型實(shí)驗結論基本相符。即：FL45C與LT35均可作為助凝劑使用。兩種藥劑之間比較：濁度的去除率都在90%以上，都能明顯節省鐵鹽用量，并且明顯改善混凝條件，使絮體變得粗大而密實(shí)，但LT35在生產(chǎn)中絮體上浮較為明顯，給沉淀系統排泥帶來(lái)困難。

表（六） 藥劑名稱(chēng) FL45C LT35 予沉池出口平均濁度 8.68NTU 8.43NTU 老系統濾前平均濁度 2.30NTU 2.33NTU 新系統濾前平均濁度 2.03NTU 1.94NTU 老系統水庫進(jìn)口平均濁度 0.75NTU 0.80NTU 新系統水庫進(jìn)口平均濁度 0.75NTU 0.77NTU 出廠(chǎng)水平均濁度 0.52NTU 0.52NTU 濁度去除率 94.0% 93.8%

　　五、聚丙烯酰胺 在國外成功使用的典例介紹

　　在馬來(lái)西亞Parak州的Ipoh市有兩個(gè)地表水處理廠(chǎng)（產(chǎn)水能力分別為30KGD和60MGD），這兩個(gè)水廠(chǎng)負責供給整個(gè)Ipoh市的生產(chǎn)和生活用水。比較兩個(gè)水廠(chǎng)的工藝流程（見(jiàn)附圖一、二）發(fā)現，這兩個(gè)水廠(chǎng)采用的混凝劑及助凝劑分別為硫酸鋁、LT22、LT35。硫酸鋁作為混凝劑我們并不陌生 ，其作用及特性與我公司目前采用的三氯化鐵近似，只是其混凝過(guò)程對PH的要求比較嚴格，并且對出廠(chǎng)水的集裝箱檢驗鋁指標控制比較嚴格，但能明顯降低水的色度。通過(guò)查閱有關(guān)資料得知，LT22、LT35在以下上兩個(gè)水廠(chǎng)使用取得了明顯效果，尤其是處理高濁度（大于4000NTU）源水時(shí)，LT35作為混凝劑使用，能使源水濁度降至600NTU左右。

　　六、有機高分子聚丙烯酰胺藥劑的混凝機分析

　　分析混凝機理可知：無(wú)機混凝劑主要靠壓縮水中膠體顆粒的雙電層及中和膠體電荷來(lái)使膠體顆粒脫穩、凝聚，而有機高分子物質(zhì)則主要靠吸附架橋作用和絮粒核心作用細小、松散的絮體變得粗大而密實(shí)，從而易于沉淀。有機陽(yáng)離子型或陰離子型高分子混凝劑（例：HCA、LT35、FL45C為陽(yáng)離子型；LT25、LT27為陰離子型）；也可為不帶有離子團的鏈狀結構，即為非離子型高分子混凝劑。，由于膠體帶有負電荷，從理論上講陽(yáng)離子型的吸附架橋作用尤為強烈，而且在吸附的同時(shí)，對負電膠體還起電中和脫穩作用，故陽(yáng)離子高聚物作為混凝劑與助凝劑尤為適合；另外，其絮粒核心作用改善了水中絮體的結構，使片狀絮體包裹在絮核外從而加速了沉淀。

　　七、有機高分子聚丙烯酰胺藥劑的殘余單體分析

　　聚二甲基二烯丙基氯化銨自六十年代已在美國自來(lái)水廠(chǎng)家進(jìn)行實(shí)驗，對于產(chǎn)品的毒理，已確認為聚合物性，產(chǎn)品的毒性?xún)H同殘余單體的含量有關(guān)。根據對HCA系列凈水劑進(jìn)行毒理評價(jià)，通過(guò)急性中毒、蓄積中毒、致突變三項五指實(shí)驗，確認HCA系列產(chǎn)品在殘單含量（5%時(shí)基本，可用用給水處理。各種藥劑單體含量分析見(jiàn)表

聚丙烯酰胺藥劑名稱(chēng)單體含量實(shí)際大飲用量占允許年飲用量 HCA <5% 91.25mg/年。人 14.28 FL45C <0.5% 9.125mg/年。人 1.43 LT35 <0.25% 4.563mg/年。人 0.71
　　備注：實(shí)際大飲用量計算依據為
　　A 假定聚合物中殘余單體在水體凈化過(guò)程中未有任何損失，全部留在水體中。
　　B 根據國際統計慣例每人每日飲不量為2升。
　　C 給水處理中大投藥量為2.5ppm。
　　D 計算公式為（以HCA為例）：
　　　　每日飲水量×投藥量×殘余單體含量×365day/year
　　　=(2×106ppm)×(2.5×106ppm)×5%×365day/year
　　　=91.25mg/年.人

八、聚丙烯酰胺結論性意見(jiàn)

鄭州永泉水處理處理有限公司自成立至今已有產(chǎn)水歷史，在絮凝劑的使用和研究方面有很大突破。隨著(zhù)近年來(lái)灤河水質(zhì)的逐步惡化，在1998年成功地將HCA用于生產(chǎn)中，有效地控制了水質(zhì)。但是，由于國內高分產(chǎn)品（HCA）的單體含量不能，為了嚴格出廠(chǎng)水的安全確保飲水者的身體健康，又促使我們近一步尋求、探索更加可靠、有效的藥劑，通過(guò)水務(wù)公司在2000年進(jìn)行了20余種有機、無(wú)機高分子藥劑的篩選實(shí)驗，并成功地將所選出的FL45C、LT35用于生產(chǎn)中。實(shí)踐證明FL45C、LT35均可作為助凝劑取代HCA，并對人體、無(wú)害。但在生產(chǎn)中發(fā)現FL45C、LT35均存在絮體不同程度的上浮問(wèn)題，這將是我們今后進(jìn)一步探索的方向。



LT35 液體陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺高分子電解質(zhì)

　　●LT為帶有高電勢的、低分子量的液體陽(yáng)離子型高分電解質(zhì)。
　　●LT35為一種宜于抽送的液體，宜溶于水，可配成所需濃度溶解。
　　●LT35已獲得美國（U.S.EPA)的認證。
　　●LT35大許可投加濃度為25mg/l。

　　使用原則
　　●LT35的主要用途為可用作給水處理的混凝劑或用于廢水處理中。使用LT35后可明顯減少或排除無(wú)機混凝劑（硫酸鋁、硫酸鐵等）投加量。
　　●LT35對于混凝過(guò)程中的PH有較寬的適用范圍。

　　典型性狀
　　1、表觀(guān)性狀 淡黃色液體
　　2、有效成分 40%+1%
　　3、比重 1.09+0.02
　　4、PH（供貨時(shí)）
　　5、粘性
　　?。?）、供貨溶液 800——1400cps(3軸10r.p.m25℃)
　　?。?）、1%溶液 小于200cps(1軸50r.p.m25℃)
　　6、溶解性 可溶
　　7、冰點(diǎn) -20℃

　　溶液的配置及使用
　　在實(shí)驗室中，可配成0.25--0.5%濃度度的溶液，LT35可通過(guò)攪拌進(jìn)一步稀釋至0.05%.
　　在生產(chǎn)中，建議用0.25--0.5%的濃度投加，注意：采用窖式計量泵時(shí)有防腐裝置。
　　LT35有足夠的混和條件才能達到佳效果。當使用無(wú)機混凝劑時(shí)，LT35應晚于無(wú)機混凝劑投加，在某些情況下，可發(fā)現LT35與無(wú)機混凝劑在同一點(diǎn)投加時(shí)，效果明顯。

　　聚丙烯酰胺投加量
　　LT35投量取決于水質(zhì)以及所選用無(wú)機混凝劑，一般投加量10mg/L。

　　LT35的優(yōu)點(diǎn)
　　●可減少無(wú)機混凝劑投加量或取代無(wú)機混凝劑
　　●減少無(wú)泥產(chǎn)量
　　●降低水處理成本
　　●降低PH對混凝、絮凝過(guò)程的敏感性
　　●宜于配制、儲存、降低勞動(dòng)強度

　　聚丙烯酰胺 腐蝕性
　　LT聚丙烯酰胺有輕微腐蝕性，應避免與低炭鋼、鑄鐵、鋁、鋅等材質(zhì)表面接觸，推薦使用溶液池材質(zhì)為不銹鋼、玻璃纖維、聚乙烯、聚丙烯等。

　　聚丙烯酰胺安全與健康
　　LT35低味、低毒性。

　　聚丙烯酰胺儲存
　　LT35在40℃可儲存6個(gè)月，在5--25℃可儲存12個(gè)月，建議儲存濃度為0.25---0.05%。

　　附錄三　　
　　●陰離子聚丙烯酰胺分子量10000——20000 萬(wàn)
　　●液態(tài)，有效含量20%——40%
　　●陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺
　　●粘度：含量40%時(shí)，1000——22000cps
　　●聚丙烯酰胺對氯離子具穩定性
　　●可與金屬混凝劑混合使用
　　●聚丙烯酰胺可大量?jì)Υ?

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