絮凝剂使用对污水处理效果影响的研究 实验报告

絮凝剂使用对污水处理效果影响的研究

实验报告

絮凝剂使用对污水处理效果影响的研究

一、实验目的

利用烧杯实验，针对含油废水研究不同的絮凝剂品种和不同的投加量对不同污水处理效果的影响。 二、实验原理

1 絮凝剂的作用机理

1.1胶体颗粒失去稳定性的过程称为脱稳过程。脱稳即意味着液体中原来均匀分散的固体微粒结合成了较大的颗粒，从液体中沉淀下来。这种现象即称为凝聚。在凝聚的程度上可分为凝结和絮凝；聚集程度不大，甚至通过简单的搅拌可以使固体微粒重新分散的这种可逆性聚集被称为絮凝，而凝结则是在固体微粒间距离相对较小时发生的聚集，这种聚集是不可逆的，仅用简单的搅拌是不可能使固体微粒重新分散的。投加絮凝剂可以加速水中胶体颗粒凝聚成大颗粒，其作用机理的解释有以下几种：

a.压缩双电层与电荷中和作用 b.高分子絮凝剂的吸附架桥作用 c.絮体的卷扫沉淀作用

1.2影响絮凝剂作用效果的工艺条件

无论是天然的絮凝剂,还是人工合成的絮凝剂，除了非离子型的絮凝剂以外，都是电解质。所有的电解质都具有絮凝作用，只是絮凝作用的大小各有不同而已。絮凝作用是复杂的物理和化学过程。因此，影响絮凝剂作用的因素也是复杂的和多方面的。例如，溶液的pH值、

温度、搅拌速度、搅拌时间以及絮凝剂本身的性质、结构特点、分子量大小和用量多少，所采用的分离方法、工艺设计条件等，另外被絮凝的固体粒子的性质和直径大小及ζ电位大小等等，这些因素都会对絮凝效果产生直接的影响，有时甚至是决定性的影响。

根据该原理本实验采用阳离子聚丙烯酸胺（CPAM）絮凝剂和天然高分子絮凝剂壳聚糖单独处理及与无机混凝剂复合处理含油乳化废水进行试验研究。 三、水质及试验方法

1 试验用水

为模拟含油乳化废水，用从轴承生产车间取来的废乳化液与自来水兑制成一定浓度的含油乳化废水，各项水质指标见表1。

表1 试验用水水质（含油废水）

ρ(CODcr)/(mg·L-1) 油/(mg·L-1) pH值 1140 216 9.87 水温/℃ 15 废水排放标准为：ρ(CODcr)≤100mg/L，ρ(油)≤10mg/L，但考虑到实际产生的含油乳化废水中往往还含有少量絮凝法不能去除的可溶性有机物质，为了使得到的试验数据更接近实际，最佳投药量按照出水ρ(CODcr)≤70mg/L，ρ(油)≤8.0mg/L确定。

2 试验方法

取含油乳化废水水样300mL于500mL烧杯中，加入不同量的药剂，在200r/min的转速下快搅1min，然后转速降至100r/min，继续搅拌3min，然后进行气浮，取浮渣下10cm处水样测定水质。 四、试验结果与讨论

1 单独使用CPAM絮凝剂

分别将CPAM絮凝剂按下列质量浓度加入水样：1.5，10，20，40，60，80，100，200mg/L。混凝后均没有产生絮凝体，水样没有处理效果。调节水样pH值依次为：10.50，9.87，8.55，7.08，6.07，5.03，3.73。

可以认为产生上述试验结果的原因是阳离子有机絮凝剂分子链上带有正电荷，具有一定的压缩胶体表面双电层和电荷中和等作用，但由于所带的正电荷数量有限，其主要作用仍是吸附和架桥。单独使用阳离子有机絮凝剂虽有一定的使胶体因电荷中和而脱稳的作用，但要达到较完全的脱稳仍需要更多的阳离子，而同时带入的较多有机絮凝剂分子也可能将胶体颗粒表面包裹，使胶体颗粒重新稳定而分散。

2 与无机絮凝剂复合使用

无机絮凝剂选用聚合氯化铝（PAC），单独投加PAC时最佳投药量为300mg/L，产生絮凝体形体较大，结构松散，沉降缓慢，气浮后仍有一些微小的絮凝体悬浮于水体中，影响出水水质。

复合使用药剂时，PAC投加时机为快搅开始时，其主要作用是压缩胶体颗粒表面双电层、电中和以及使胶体凝聚形成细小矾花；有机絮凝剂的投加时机为快搅完毕慢搅开始时。

试验观察到加入CPAM后，即刻便有形体较大，较密实的絮凝体产生，静置时絮凝体进一步长大，变密实，沉降速度明显加快，7～9min就可以基本沉降完成，而单独使用PAC的水样则需要20min左右才能达到这种程度。气浮时絮凝体上浮速度快，出水中看不到未能

上浮的微小絮凝体。

由下图1和图2，试验得到废水达到排放标准时PAC与CPAM复配最佳投量分别为：250mg/LPAC+2mg/LCPAM。与单独使用PAC需要300mg/L相比，很少量阳离子有机絮凝剂的加入可以减少无机絮凝剂的投加量，从而节省药剂费用。

图1 加药量与COD去除效果关系

图2 加药量与油去除效果关系

3 单独使用壳聚糖絮凝剂

分别将壳聚糖絮凝剂按下列质量浓度加入上述水样：0.5，1，1.5，