埃德蒙顿华人社区-Edmonton China

 找回密码
 注册
查看: 674|回复: 0

聚丙烯酰胺在净水生产中的应用

[复制链接]
鲜花(0) 鸡蛋(0)
发表于 2009-11-7 09:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
老杨团队,追求完美;客户至上,服务到位!
从1991年开始,我厂技术人员对佛山水司供水厂在各种复杂水质条件下的锰砂净水 石英砂净水生产中如何用好助凝剂聚丙烯酰胺,使混凝后产生一种粒度大、比重大而结实的矾花进行了生产性应用试验,获得了满意的助凝沉淀效果。几年来的实践不但解决了锰砂净水 石英砂净水生产中处理各种复杂原水水质的难题,而且在保证水质和不增加锰砂净水 石英砂净水成本的前提下,使生产能力大幅度提高。
* r8 e  u% Z# |$ H# F  Y1 试验$ Q+ F) ~+ [, r* h

5 x4 [. J+ L% N- I( s, I' q$ s1.1 试验仪器与试剂5 w2 t3 }- w/ Y
  6组搅拌叶片的混凝搅拌机;浊度计和pH计;聚丙烯酰胺;氢氧化钠;硫酸铝或聚合氯化铝;1L烧杯;各种刻度吸管。
9 P% H; L& L: C% x6 U  _1.2 试验条件及方法9 T2 E2 _3 v) ~
  按《给斜管填料》和《斜管填料工程理论与应用》中介绍的凝聚试验方法,模拟锰砂净水 石英砂净水生产工艺的混合搅拌条件为:搅拌转速150 r/min,搅拌时间3min;絮凝反应搅拌条件为搅拌转速50r/min,搅拌时间10min。观察并记录矾花形成情况,静止沉淀10min,同时观察并记录矾花沉淀情况和检测上清液浊度及pH值。当出现常用锰砂净水 石英砂净水方法不能净化处理原水时,首先应进行最优投矾量试验选出最佳投矾量,然后进行模拟锰砂净水 石英砂净水生产的助凝沉降试验,最后将助凝试验结果运用到锰砂净水 石英砂净水生产实际中。& Q; d9 b$ t" y2 }) j4 o( @
1.3 试验结果
5 W* f) \+ P! N! c# [: j, D) |' L1.3.1 聚丙烯酰胺最佳投量; ^+ E3 y) Z: f7 ^3 K" h) \+ f
  表1的结果表明:聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂,其最佳投量是0.03~0.4mg/L。在锰砂净水 石英砂净水生产中也证明了投加量少于0.03mg/L时它的助凝效果不显著;超过0.4mg/L时它的助凝作用过快,形成的矾花颗粒很大,易造成大量的污泥沉积在反应池的后部和沉淀池的前部,沉淀池的长度和面积不能充分利用,影响反应沉淀效果。9 V' q9 i+ z+ o: A

+ |& X# j, [, O9 Y表1 聚丙烯酰胺最佳投量试验结果 杯号 固体聚合氯化铝投加量(mg/L) 固体聚丙烯酰胺投加量(mg/L) 矾花描述 混液面沉速(mm/s) 上清液浊度(NTU) 上清液PH值 : O3 X) J" h0 |& C- [/ a" y
A1 3 0 很细 0.30 9.6 6.6   G, Y5 g- H5 n7 V6 @  `0 R
A2 3 0.01 很细 0.38 4.9 6.6
' e/ @* A& M! U9 DA3 3 0.03 大、实 0.57 3.1 6.6
5 Q, C; x- e) i2 r) x8 n* ~9 ZA4 3 0.06 较大、重 0.83 3.0 6.6 + w9 k! V4 M0 ~; o
A5 3 0.10 很大、重 1.70 3.2 6.6 0 q1 P) s8 G1 N' k: K9 i
A6 3 0.30 很大、重 3.12 3.1 6.6 ( }2 S  O2 m# g5 ], }% x! E4 b9 r& q
A7 3 0.60 助凝剂加入后迅速形成粗而结实的矾花,3min后矾花沉底,上清透明。 2.8 6.6 1 J( M0 o" @, X* h0 m
A8 3 1.00 2.9 6.6
& |& M. _8 O8 ?; l2 m; `' y6 kB1 5 0 很细 0.30 7.2 7.5
& W" j6 k# z- I5 O$ H3 dB2 5 0.10 很细 0.32 2.8 7.5 0 F. d# }: l+ A6 N1 p
B3 5 0.03 大、实 0.83 2.9 7.5 ( t* e3 `# f9 O) x. w
B4 5 0.06 较大、重 3.12 7.2 7.5 - Z$ X# d! ?2 w( S  z8 k* x1 j5 O6 e
B5 5 0.10 很大、重工业 4.17 6.9 7.5 . B) K( y& m3 g( q
B6 5 0.30 助凝剂加入后迅速形成粗而结实的矾花,3min后矾花沉底,上清透明 3.1 7.5 8 K, O" R3 z' [6 v( d. t# ]8 I. m
B7 5 0.60 2.8 7.5
( a& O. [5 a$ Z* n1 sB8 5 1.00 2.9 7.5 6 h. V" C$ z0 l1 m4 E: ~
C1 20 0 很细、轻 0.23 13.6 7.2
2 G/ f7 s  o1 G" nC2 20 0.01 很细、径 0.23 13.0 7.2
  u& b9 |" _! I$ h1 yC3 20 0.03 大、实 0.52 5.0 7.2 4 C- _6 d; J) [# H/ [- V
C4 20 0.06 较大、重 0.83 4.1 7.2
$ _+ U5 r5 c# [; C( G" I, m! \C5 20 0.10 很大、重 1.14 3.8 7.2
3 q* d% o- x) \+ XC6 20 0.30 很大、重 1.39 2.5 7.2 : [9 i$ n4 R7 Z! f$ y7 o$ Y  E
C7 20 0.60 加入4min后,矾花沉底,上清透明。 2.1 7.2 : T+ z+ H2 b1 F& _- J# p
C8 20 1.00 加入3min后,矾花沉底,上清透明。 2.1 7.2
7 y4 I; J! ~0 h注 A1—A8 烧杯中原水浊度1063NTU,原水PH值6.6,原水温度25℃. @) [5 e2 a& Z- x: o% j9 j, D
B1—B8 烧杯中原水浊度2073NTU,原水PH值7.5,原水温度26℃ + S4 n7 e7 X7 |, _; {1 v+ I

5 v8 l8 Y2 N( B% G  J* d1.3.2 助凝剂最佳投加点% J. [- ?7 K7 H1 |
  聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂,其投入点是决定助凝沉淀效果好坏的关键。表2的试验结果和在锰砂净水 石英砂净水生产中应用结果表明:在絮凝反应总时间的1/2~2/3间加入聚丙烯酰胺可获得最佳的助凝沉淀效果。如果和聚合氯化铝同时投加则毫无助凝效果;如果在絮凝反应总时间的前或后1/3的时间里加入,其助凝效果都不显著。过早加入,细小的矾花未形成;过迟加入其聚合网捕作用时间不充分,助凝效果无法发挥。
8 v. p1 A) H& c' M* I
. V7 ~* ]* s  x) M7 I/ `, h0 ?表2 聚丙烯酰胺最佳投入点试验结果 杯号 1 2 3 4 5 6
9 B+ P1 Q! \( ]; n, S固体聚合氯化铝投加量(mg/L) 4 4 4 4 4 4 5 A( @8 o" l+ L2 y
固体聚丙烯酰胺投加量(mg/L) 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
8 b6 U, S' c$ _  z) v" k助凝剂投入后搅拌时间(min) 13 10 8 6 4 2
+ T+ q0 d% C) H% ?6 ?% a矾花描述 很细 细小、轻 细小、轻 大、结实 大、结实 细小、轻
+ H' d+ m% l0 O3 ~! n2 |- b3 }混液面沉速(mm/s) 0.33 0.42 0.50 0.72 0.69 0.48
  T# n( V% d& W- j+ Y  Q0 J上清液浊度(NTU) 9.0 7.8 5.5 3.0 3.4 6.0
0 w  h: @& Q9 l: a上清液PH值 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6
# h  ?' g- f5 Z* _5 {& f注 1 原水浊度:1390NTU;原水PH值:7.6;原水温度:25℃# U/ h* }; j, F% q- M2 [9 t  M, R
  2 助凝剂加入时间点:1号杯和聚合氯化铝同时投加,2-6号杯分别在絮凝反应搅拌开始时、2min、4min、6min和8min时加入 ( F1 K9 ?( j% p$ G* x
! o( l# U" G7 f0 o* |
2 聚丙烯酰胺水解(碱化)* ]( i$ A5 k6 M# o  n
# W: z- m: P# ?! k
  在溶解聚丙烯酰胺的同时加入一定比例的氢氧化钠,溶解后放置8 h左右使之充分水解(碱化),经水解后可使聚丙烯酰胺卷曲的高分子链充分伸展开,大大地增加了它和细小矾花颗粒相碰和吸附的机会,使聚丙烯酰胺的吸附架桥网捕作用得到充分的发挥,从而进一步提高助凝效果。实际应用经验表明,现配现用的水解比(碱化比)要大一些,一般选用1∶0.2为宜,即1g聚丙烯酰胺加入0.2g氢氧化钠。如果水解时间能满足8h,水解比应选用1∶0.01~1∶0.05。水解比越大所需水解时间就越短,但水解比过大会造成净化后的水质pH值升高。如果使用水解度为30%以上的阴离子型聚丙烯酰胺,即可免去水解步骤。' O! j, h: _/ P$ U  ?! n8 @: ?- r& }
: J  ?7 W% ~2 ~2 ]
3 生产应用
9 F. n  j- a( p3 i
* A5 s. W6 r2 K6 T1 H; d6 }% L  自1991年初采用聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂以来,无论原水水质情况如何均可获得令人满意的助凝沉淀效果,超负荷35%左右生产供水也是如此。由于采用聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂,石湾水厂1991年多供水675.66×104t,1992年多供水2500.72×104t ,1993年多供水4376.98×104t。目前公司全部水厂已经将聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂经常性投加使用,不但能够保量优质供水,而且为锰砂净水 石英砂净水生产管理带来了方便,制水成本也不会增加,同时大大提高了絮凝沉淀效果,减少一半左右的聚合氯化铝用量,提高了沉淀池的制水能力。因此直接和间接降低了制水总成本。: a( z. Z% x% {+ H8 u
  在实际应用中使用粉末状的固体聚丙烯酰胺高分子助凝剂,通常用自动送粉器或简易分散器等定量送粉,使其在一定量的水中分散溶解之后,再通过计量泵投加到反应池中。. b) d! M" a$ R+ _5 n
  在溶解时,如果只是简单地将聚丙烯酰胺投入水中,就会形成块状,即使长时间搅拌也不溶解,而且容易造成投加系统堵塞。因此一般采用溶解水和粉末接触分散呈薄膜状态的分散器。在自动送粉器中,一般装有分散器。在用手工分散时,使用如图1所示的简易分散器。( z8 ?+ O% {! _7 K

  j2 f2 |6 O' E- b. S3 P  完全溶解的聚丙烯酰胺投加到反应池的中段,利用水的流动作用,可使细小的絮凝体与聚丙烯酰胺均匀结合,形成大而结实的矾花。如果人为地增设混合措施则造成絮凝体被破坏而失去助凝作用。不需要辅助混合设施是此方法的一大优点。只要在反应总时段的1/2~2/3间加入溶解好的助凝剂聚丙烯酰胺,即可获得理想的助凝沉淀效果。) E3 w9 }1 S2 l. i: b) L& K  W

' C9 _2 R, e# n' n3 {9 l4 几点体会
9 e0 f  m% w: Y9 H3 g$ k8 `- P& Q5 Z% C2 w: b# Y- y
  ① 聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂,必须充分搅拌溶解后才能投加使用。否则不能发挥其应有的高效助凝效果,还会造成投加系统堵塞、封闭滤池表面、破坏滤池效率、大大缩短滤池的反冲洗周期等不良后果。溶解时搅拌速度应控制在400~1000r/min,溶解搅拌时间1h左右为宜,麦饭石。低温季节水温低、难溶解,用热水可缩短溶解时间,但水温不能超过60℃。9 |* m! t1 }5 B& |+ R# T
  ② 聚丙烯酰胺作为锰砂净水 石英砂净水助凝剂,要获得最佳助凝效果的用量幅度很小,其最佳投量是0.03~0.4mg/L。超出这个范围会不起作用或很容易起副作用。4 j7 X2 Y, w! Q  }- q+ p
  ③ 投加点是决定聚丙烯酰胺助凝沉淀效果好坏的关键。最佳投加点是在锰砂净水 石英砂净水生产絮凝反应全流程中的1/2~2/3。
. @. @0 Y/ J5 G  ④ 为保证均匀混合,应使用最稀浓度。聚丙烯酰胺浓度为0.05%左右,既利于搅拌溶解又便于投加使用,而且助凝效果最佳。聚丙烯酰胺溶液不宜存放超过10d,也不能与铁器接触,溶解水温不能超过60℃。否则会使聚丙烯酰胺分子链断开而失去助凝效果,并造成净化出水中丙烯酰胺单体含量增加的不良后果。
9 E- ^+ ~8 V) u2 G& S- P3 h  ⑤ 聚丙烯酰胺经过水解(碱化)可提高助凝效果。水解时间要8h左右,最佳水解比是1∶0.01~1∶0.05。在实际生产中经常是应急使用,无充足的水解时间,可通过加大水解比来达到较好水解的目的。现配现用的水解比1∶0.2较为适合。
1 \2 h$ v: }' p  D, G3 z  ⑥ 为使净化出水中丙烯酰胺单体含量不超过卫生标准的规定,必须采用高聚合度的聚丙烯酰胺作为饮用水的锰砂净水 石英砂净水助凝剂,要求使用丙烯酰胺单体含量低于0.2%的产品。
# w4 j+ F3 p0 p+ Q  ⑦ 对各种原水水质(包括超负荷35%左右),高效助凝剂聚丙烯酰胺均能发挥良好的助凝沉淀效果。如石湾水厂第三车间,其设计供水能力是15×104t/d。采用聚丙烯酰胺作为助凝剂,投加量0.05mg/L,在保证优质供水的前提下,全天供水量达到22.3×104 t,超出设计供水能力的48.7%。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

联系我们|小黑屋|手机版|Archiver|埃德蒙顿中文网

GMT-7, 2025-11-11 04:19 , Processed in 0.205081 second(s), 10 queries , Gzip On, APC On.

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2021, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表