聚铁聚丙烯酰胺对造纸废水的处理效果初探

Posted 2023-01-12 丙烯酰胺

篇首语：敢说敢作敢为，无怨无恨无悔。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了聚铁聚丙烯酰胺对造纸废水的处理效果初探相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

通过聚铁及其几种改性聚丙烯酰胺对造纸废水的处理实验找到最佳聚铁投入量，结果表明：聚铁和聚丙烯酰胺合用处理造纸废水能有效地增快沉降的速度，增大颗粒，并大大减少聚铁的用量。
聚合硫酸铁(简称聚铁，符号PFS)作为新一代的无机高聚物混凝剂，处理废水具有用量少，杂质(COD、色度、浊度等)去除率高，腐蚀性小，沉淀速度快，适用pH范围广，其产物压缩性和脱水性优良等特点。聚丙烯酰胺(PAM)也称三号絮凝剂，是一种最重要的和使用最多的高分子混凝剂。聚丙烯酰胺对于给水处理中高浊水、低浊水和废水处理、污泥脱水都有显著效果。目前国内有关聚铁和聚丙烯酰胺在水处理中的报导很多，但是将聚丙烯酰胺作为助凝剂与聚铁同时使用的报导却较为少见。随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，世界环保意识日趋重视的今天，人们对水处理的要求也越来越高，将聚丙烯酰胺作为助凝剂与聚铁同时使用处理废水可达到较好的净化效果。
本文对造纸废水进行处理过程中，将少量聚丙烯酰胺作为助凝剂与聚铁同时使用不仅能有效地增快沉降的速度，增大颗粒，并可大大减少聚铁的用量。研究结果具有相当的实用价值。
1 试验材料与实验方法
1.1 试验材料
混凝剂：聚铁配成160g/L溶液，备用
助混凝剂：阳离子型聚丙烯酰胺，阴离子型聚丙烯酰胺，非离子型聚丙烯酰胺
实验造纸废水来自斗门，pH值6.0，总固形物3360mg/L，废水原浊度350ntu。
1.2 分析方法
(1)浊度标准曲线的绘制称取1.000g硫酸肼[(NH2)2SO4.H2SO4]，溶于水中，定容至100mL。称取10.00g六次甲基四胺[(CH2)6N4]，溶于水中，定容至100mL。
吸取5.00mL硫酸肼溶液与5.00mL六次甲基四胺溶液于100mL容量瓶中，混匀。于2.5±3℃温度下反应24h，用水稀释至标线。此溶液即为浊度标准液，浊度为400ntu。吸取浊度标准液0、0.50、1.25、2.50、5.00、10.00、12.50、25.00mL，置于50ml容量瓶，定容，摇匀即得浊度为0，4，8，16，24，36，60，100，200的标准试剂。于680nm波长，用1cm比色皿测试吸光度，绘制标准曲线如图1所示。

(2)废水混凝处理实验
分别取废水500mL于1000mL烧杯中，用0.1mol/LNaOH溶液调pH值至6～8，分别加入一定浓度的聚铁、各类改性聚丙烯酰胺溶液，用磁力搅拌器高速搅拌5min，再中速搅拌3min，静置一段时间后，用取液器取上清液按标准法测其吸光度。
2 结果与讨论
2.1 聚丙烯酰胺对聚铁用量的影响
取造纸废水，按废水混凝处理方法，一组加入不同体积的聚铁混凝剂，另一组先加入0.05mL的聚丙烯酰胺溶液为助凝剂，再加入与第一组同样体积系列的聚铁混凝剂，处理后测定吸光度，实验结果见图2、3。

实验结果表明，在相同的时间内使浊度降到5ntu单位，单纯使用聚铁溶液则聚铁的最佳投入量为160mg/L，而先加入聚丙烯酰胺溶液后，达到相同浊度所需的聚铁最佳投入量仅为32mg/L，可见加入降丙烯酰胺后能大大减少聚铁的用量。
2.2 不同改性聚丙烯酰胺对聚铁投入量的影响
分别取三组废水溶液，一组先加入0.05mL的阳离子聚丙烯酰胺，再分别加入不同体积的聚铁溶液，另外两组分别加入等体积的阴离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺，经处理后测其吸光度并转换为浊度。结果见图4。

从聚铁投加量来看，选用非离子型聚丙烯酰胺为助凝剂所需的聚铁最佳投加量最少，为32mg/L，阴离子聚丙烯酰胺为助凝剂时聚铁最佳投加量次之，为48mg/L，而阳离子聚丙烯酰胺为助凝剂时聚铁最佳投加量为72mg/L；从絮凝效果来看三者最佳投入量时的絮凝效果以阴离子型聚丙烯酰胺为最佳，在最佳聚铁投加量时，可使浓度减低到5nut。
2.3 对沉淀物颗粒大小的影响
取二组造纸废水，一组加入32mg/L聚铁溶液，第二组加入32mg/L聚铁及聚丙烯酰胺按1.2实验方法处理。实验表明，加入聚丙烯酰胺的聚铁混凝效果比不加的好，沉淀物的颗粒增大。聚铁的沉淀颗粒大约0.5～0.75mm，而聚铁聚丙烯酰胺的沉淀颗粒大约1～1.25mm。
2.4 有待深入的问题
从实验结果来看，将聚丙烯酰胺作为混凝剂加入时，聚铁投加量的最佳范围比较窄。也就是说聚铁聚丙烯酰胺同时使用处理造纸废水时，聚铁的加入量过小或过大时均对废水的凝絮效果不利，其原因还有待进一步研究。
3 结论
3.1 在造纸废水的处理过程中，加入少量的聚丙烯酰胺作为助凝剂可大大减少聚铁的用量。
3.2 聚铁聚丙烯酰胺合用对造纸废水有很好的絮凝效果，用量少，沉淀快。在聚铁絮凝过程中加入聚丙烯酰胺均能有效地增快沉降的速度，增大颗粒，处理效果明显，其中以阴离子型聚丙烯酰胺效果最佳。
3.3 对造纸废水来说，聚铁投加量的最佳范围比较窄，在聚铁絮凝过程中加入不同改性聚丙烯酰胺作为助凝剂，对最佳聚铁投入量的影响有差别，其中非离子型聚丙烯酰胺能大大减少聚铁最佳用量，阴离子型聚丙烯酰胺次之，阳离子型聚丙烯酰胺较差。