不同絮凝劑對活性炭炭泥絮凝效果的對比研究

宮文宇

（中國石油大慶石化公司水氣廠，黑龍江大慶163714）

活性炭制造過程中以活化過程最為重要，能起到凈水的作用，但處理能力有限，沒有絮凝劑處理的強度大，活性炭為疏水性吸附劑，其對水溶液中的有機物具有較強的吸附作用［1］。污水廠的活性碳要用絮凝劑PAC 及PAM 進行深度處理，以便使處理污水達到排放標準。

陽離子聚丙烯酰胺作為有機絮凝劑，因其自身帶有正電荷，既可以通過吸附架橋作用使污染物脫穩(wěn)，還可以去除帶負電荷的膠體顆粒，在污水處理方面得到廣泛應用［2］。

1 基本原理

活性炭屬于非極性吸附劑，吸附過程比較復雜，主要與其性質(zhì)、水中污染物性質(zhì)、活性炭處理條件等因素有關。通常用于水處理的活性炭要滿足吸附容量大、吸附速度快和機械強度大的要求即可?；钚蕴繉λ械姆菢O性雜質(zhì)的吸附能力要大于極性雜質(zhì)。另外溶液的pH 值和溫度也對活性炭吸附性能有影響，實際應用中，能通過實驗來確定其最佳工作環(huán)境［3］。

水中膠體和懸浮物的性質(zhì)及濃度是選擇絮凝劑的主要技術參數(shù)。如果水中污染物呈膠體狀態(tài)，則應首選無機絮凝劑使其脫穩(wěn)凝聚；如果絮體細小，則需要投加高分子絮凝劑或配合使用活化硅膠等助凝劑。很多情況下，將無機絮凝劑與高分子絮凝劑聯(lián)合使用，可明顯提高混凝效果，擴大應用范圍。對于高分子而言，鏈狀分子上所帶電荷量越大，電荷密度越高，鏈越能充分伸展，吸附架橋的作用范圍也就越大，混凝效果會越好。

活性炭的吸附作用是物理變化，可以除去水中的有色物質(zhì)，絮凝劑的吸附作用是化學變化。利用了3 價鐵離子或鋁離子水解后產(chǎn)生的氫氧化鐵膠體或者是氫氧化鋁膠體有巨大的表面積可以吸附水中懸浮的微小不溶粒子形成沉淀的性質(zhì)［4］。

絮凝劑入廢水中，馬上會產(chǎn)生壓縮雙電層，使廢水中的懸浮微粒失去穩(wěn)定性，膠粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝體、礬花。絮凝體長大到一定體積后即在重力作用下脫離水相沉淀，從而去除廢水中的大量懸浮物，從而達到水處理的效果。活性碳的作用是吸附水中的氣味和色素分子以達到出去臭味和使水變的透明的目的［5］。

某腈綸污水裝置的活性炭曝氣系統(tǒng)出水經(jīng)絮凝池，在絮凝池內(nèi)添加陽離子聚丙烯酰胺與混合液反應絮凝，可增加后續(xù)澄清池沉淀效果，絮凝后的混合液進入澄清池完成固液分離，上清液溢流出水。目前采用的絮凝藥劑為德國巴斯夫8165陽離子聚丙烯酰胺，考慮成本以及招標等因素，下階段計劃更換使用國產(chǎn)陽離子聚丙烯酰胺藥劑。為確定兩種不同聚丙烯酰胺的絮凝效果及最佳投加量，進行實驗分析。

2 實驗部分

實驗對腈綸污水活性炭曝氣池混合液分別經(jīng)過巴斯夫8165陽離子聚丙烯酰胺和北京恒聚聚丙烯酰胺絮凝處理后，根據(jù)測定的剩余濁度，對比2種藥劑投加量。

2.1 藥劑配制

根據(jù)生產(chǎn)實際加藥濃度，分別配制濃度為0.1%的巴斯夫PAM和恒聚PAM藥劑。

2.2 測定項目及儀器

采用WGZ-1B 型濁度儀測定絮凝實驗后溶液的剩余濁度。

2.3 實驗過程

用量筒分別量取500 mL腈綸污水活性炭曝氣池混合液于8個1 000 mL燒杯中，攪拌均勻。分別向8 個燒杯中加入巴斯夫PAM 藥劑3、4、5、6 mL、恒聚PAM 藥劑5、7、10、12 mL，充分攪拌后靜置5 min，分別取其上清液，測定濁度。

3 結果分析

3.1 實驗數(shù)據(jù)

實驗結果見表1。

表1 實驗結果

3.2 數(shù)據(jù)分析

由于混合液原始濁度較大，因此不分析濁度去除率，只對實驗后溶液上清液濁度進行分析比較。由表1 可知，隨著巴斯夫PAM 和恒聚PAM 投加量的增大，濁度逐漸降低至最小然后升高，分析原因是藥劑過量導致絮凝效果變差。2 種絮凝劑的比較見圖1。

圖1 2種絮凝劑投加量與剩余濁度比較

由圖1 可見，巴斯夫PAM 最佳投加量為5 mL，恒聚PAM 的最佳投加量為10 mL。當巴斯夫PAM投加量為4 mL時剩余濁度為4.8，恒聚PAM投加量為7 mL 時剩余濁度為5.2，2 種藥劑的絮凝效果接近，此時恒聚PAM 的投加量為巴斯夫PAM 投加量的1.75倍。

通過實驗結果可以看出，巴斯夫PAM 對活性炭炭泥的絮凝效果優(yōu)于恒聚PAM，恒聚PAM 的最佳投加量是巴斯夫PAM 最佳投加量的2 倍，實際運行中可選用巴斯夫投加量的1.75～2倍。

4 結論

實驗結果為下一步進行實際生產(chǎn)中的藥劑投加實驗提供了依據(jù)，確定新藥劑在實際生產(chǎn)中的投藥量，以達到最佳絮凝效果，保證污水處理場水質(zhì)的合格排放。實驗結果表明，處理相同的混合溶液，恒聚PAM 的最佳投加量是巴斯夫PAM 最佳投加量的2 倍，當恒聚PAM 的投加量為巴斯夫PAM 的1.75～2 倍時，能達到巴斯夫PAM 相近的絮凝效果。