機(jī)械行業(yè)的含油乳化廢水應(yīng)該如何選擇絮凝劑聚丙烯酰胺PAM的型號(hào)？
機(jī)械行業(yè)的含油乳化廢水應(yīng)該如何選擇絮凝劑聚丙烯酰胺PAM的型號(hào)？
機(jī)械行業(yè)含油乳化廢水中油的存在方式有3種：一是浮油，即游離油，粒徑大于100μm；二是分散相油，粒徑介于10～100μm；三是乳化油，粒徑小于10μm。以乳化油狀態(tài)存在的油主要來自廢乳化液，由于乳化劑分子在油－水界面上定向吸附并形成堅(jiān)固的界面膜，同時(shí)增大了雙電層的有效厚度，使得雙電層的電位分布寬度和陡度增大，使油高度均勻地分散在水中，所以乳化油滴能穩(wěn)定的存在于水中，不易去除，一般的混凝沉淀或混凝氣浮對(duì)它的處理效果不理想。
處理機(jī)械行業(yè)含油乳化廢水的常用方法是凝聚法，但凝聚劑的應(yīng)用較為單一，多為無機(jī)混凝劑，如硫酸鋁、硫酸鋁錠、聚合氯化鋁等，這類藥劑存在處理效果不理想；投藥量大、藥劑費(fèi)用高的缺點(diǎn)。在有機(jī)藥劑方面，處理機(jī)械行業(yè)含油乳化廢水用有機(jī)絮凝劑特別是陽離子型有機(jī)絮凝劑的研究和應(yīng)用相對(duì)滯后。本文采用陽離子聚丙烯酰胺CPAM、二甲基二烯丙基氯化鋁DM-DAAC與丙烯酸胺的共聚物PDA、二甲基二烯丙基氯化鋁的均聚物PD，3種陽離子有機(jī)絮凝劑單獨(dú)處理及與無機(jī)混凝劑復(fù)合處理含油乳化廢水進(jìn)行試驗(yàn)研究。
1 水質(zhì)及試驗(yàn)方法
1.1 試驗(yàn)用水
為模擬含油乳化廢水，用從軸承生產(chǎn)車間取來的廢乳化液與自來水兌制成一定濃度的含油乳化廢水，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)見表1。
廢水排放標(biāo)準(zhǔn)為：ρ(CODcr)≤100mg/L，ρ(油)≤10mg/L，但考慮實(shí)際產(chǎn)生的含油乳化廢水中往往還含有少量凝聚法不能去除的可溶性有機(jī)物質(zhì)，為了使得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)更接近實(shí)際，投藥量按照出水ρ(CODcr)≤70mg/L，ρ(油)≤8.0mg/L確定。
1.2 試驗(yàn)方法
取含油乳化廢水水樣300mL于500mL燒杯中，加入不同量的藥劑，在200r/min的轉(zhuǎn)速下快攪1min，然后轉(zhuǎn)速降至100r/min，繼續(xù)攪拌3min，然后進(jìn)行氣浮，取浮渣下10cm處水樣測定水質(zhì)。
2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1 單獨(dú)使用陽離子有機(jī)絮凝劑
分別將3種陽離子有機(jī)絮凝劑按下列質(zhì)量濃度加入水樣：1.5，10，20，40，60，80，100，200mg/L?；炷缶鶝]有產(chǎn)生絮凝體，水樣沒有處理效果。調(diào)節(jié)水樣pH值依次為：10.50，9.87，8.55，7.08，6.07，5.03，3.73。加入3種陽離子有機(jī)絮凝劑，投藥質(zhì)量濃度均為50mg/L，混凝后仍未產(chǎn)生絮凝體，水樣沒有處理效果。
可以認(rèn)為產(chǎn)生上述試驗(yàn)結(jié)果的原因是陽離子有機(jī)絮凝劑分子鏈上帶有正電荷，具有一定的壓縮膠體表面雙電層和電荷中和等作用，但由于所帶的正電荷數(shù)量有限，其主要作用仍是吸附和架橋。單獨(dú)使用陽離子有機(jī)絮凝劑雖有一定的使膠體因電荷中和而脫穩(wěn)的作用，但要達(dá)到較*的脫穩(wěn)仍需要更多的陽離子，而同時(shí)帶入的較多有機(jī)絮凝劑分子也可能將膠體顆粒表面包裹，使膠體顆粒重新穩(wěn)定而分散。
2.2 與無機(jī)混凝劑復(fù)合使用
無機(jī)混凝劑選用聚合氯化鋁（PAC），單獨(dú)投加PAC時(shí)投藥量為300mg/L，產(chǎn)生絮凝體形體較大，結(jié)構(gòu)松散，沉降緩慢，氣浮后仍有一些微小的絮凝體懸浮于水體中，影響出水水質(zhì)。有含油乳化廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。
復(fù)合使用藥劑時(shí)，PAC投加時(shí)機(jī)為快攪開始時(shí)，其主要作用是壓縮膠體顆粒表面雙電層、電中和以及使膠體凝聚形成細(xì)小礬花；有機(jī)絮凝劑的投加時(shí)機(jī)為快攪完畢慢攪開始時(shí)。
試驗(yàn)觀察到加入CPAM、PDA后，即刻便有形體較大，較密實(shí)的絮凝體產(chǎn)生，靜置時(shí)絮凝體進(jìn)一步長大，變密實(shí)，沉降速度明顯加快，7～9min就可以基本沉降完成，而單獨(dú)使用PAC的水樣則需要20min左右才能達(dá)到這種程度。氣浮時(shí)絮凝體上浮速度快，出水中看不到未能上浮的微小絮凝體。PD的加入沒有使絮凝體的形體變大，沉降速率及氣浮效果未得到提高。
圖1～圖4是CPAM、PDA與PAC在不同復(fù)配比例條件下的處理效果。可以看出，投加CPAM或PDA可以明顯改善處理效果，這是由于陽離子有機(jī)絮凝劑中陽離于對(duì)廢水中的乳化油滴起到了電荷中和及壓縮雙電層的作用，促使乳化油滴進(jìn)一步破鞏析出，而且有機(jī)絮凝劑有很長的分子鏈，能在經(jīng)凝聚作用形成的膠體顆粒礬花間進(jìn)行架橋，形成大而堅(jiān)韌的絮凝體，從而改善絮凝體性能。因此，這兩類絮凝劑配合使用可以有效的提高CODcr和油的去除率，并且改善絮凝體性能，提高氣浮分高效果。
隨著有機(jī)藥劑投藥量的增加，水樣出現(xiàn)了不同程度的再穩(wěn)現(xiàn)象。這是由于有機(jī)絮凝劑分子將廢水中的膠體顆粒表面的活性點(diǎn)包裹，使架橋變得困難，導(dǎo)致處理效果變壞；也可能是由于陽離子數(shù)量增加使膠體表面帶有了正電荷，從而使膠體重新穩(wěn)定。同時(shí)可以查污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
試驗(yàn)得到廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)PAC與CPAM或 PDA復(fù)配投量分別為：250mg/L PAC+2mg/L CPAM，200mg/L PAC+4mg/L PDA。與單獨(dú)使用PAC需要300mg/L相比，很少量陽離子有機(jī)絮凝劑的加入可以明顯的減少無機(jī)絮凝劑的投加量，從而節(jié)省藥劑費(fèi)用。
2.3 pH值對(duì)處理效果的影響
圖5為CPAM及PDA與PAC在復(fù)配投量時(shí)處理效果隨水樣pH值的變化，可以看出PAC+CPAM和PAC+PDA的pH值適用范圍分別為9.0～7.0，9.5～6.5。
2.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)處理效果的影響
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，攪拌時(shí)間對(duì)廢水處理效果有一定的影響，尤其是反應(yīng)時(shí)間即慢攪階段的時(shí)間長短對(duì)處理效果產(chǎn)生了較大的影響。
圖6、圖7是反應(yīng)時(shí)間對(duì)處理效果的影響。藥劑投量為復(fù)配投量。
可以看出要使有機(jī)絮凝劑更好地發(fā)揮作用，應(yīng)保證有一定的反應(yīng)時(shí)間，試驗(yàn)得出反應(yīng)時(shí)間在10min左右可取得較好的效果。
2.5 陽離子絮凝劑投加時(shí)機(jī)對(duì)處理效果的影響
試驗(yàn)選擇兩種時(shí)機(jī)投加陽離子有機(jī)絮凝劑：①快攪開始時(shí)，即與PAC同時(shí)投加；②快攪時(shí)先加入PAC，慢攪開始時(shí)再投加CPAM或PDA。試驗(yàn)結(jié)果見表2。
表2 有機(jī)藥劑投加時(shí)機(jī)對(duì)處理效果的影響
注：原水水質(zhì)ρ(CODcr)=1140mg/L，ρ(油)=216mg/L，pH=9.87。
從出水水質(zhì)來看，陽離子絮凝劑在慢攪時(shí)加入略好于快攪時(shí)加入。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是快攪時(shí)由于乳化油滴穩(wěn)定性高，不易脫穩(wěn)，絮凝劑中陽離子電中和的作用難以發(fā)揮；而在慢攪時(shí)加入，由于先前投加的PAC的作用，乳化油滴的穩(wěn)定性大大下降，在這種情況下再加入陽離子有機(jī)絮凝劑可以更好的發(fā)揮陽離子的電中和作用，促使乳化油滴進(jìn)一步脫穩(wěn)。
2.6 陽離子絮凝劑對(duì)氣浮性能的影響
表3為單獨(dú)使用PAC和與CPAM或PDA復(fù)合使用處理廢水時(shí)氣浮效果及浮渣性質(zhì)的比較。可以看出，CPAM或PDA的加入明顯改善了氣浮效果以及浮渣的性質(zhì)，絮凝體上浮速度快，出水中看不到未能上浮的微小絮凝體，浮渣體積僅為單獨(dú)投加PAC的1/3左右，而且含水率低，易于進(jìn)行脫水處理?！?/p>
表3 單獨(dú)使用PAC和與CPAM或PDA復(fù)合使用處理時(shí)氣浮效果及浮渣性質(zhì)
3 結(jié)論
①單獨(dú)使用陽離子有機(jī)絮凝劑處理含油乳化廢水效果不好。
②當(dāng)陽離子有機(jī)絮凝劑CPAM或PDA與PAC復(fù)合使用時(shí)產(chǎn)生的絮凝體形體大且結(jié)構(gòu)密實(shí)，易與水體分離，處理效果得到明顯的改善，PAC的投加量得到明顯的降低；PD與PAC復(fù)合使用時(shí)沒有表現(xiàn)出助凝作用。
③CPAM或PDA與PAC復(fù)合使用時(shí)pH適用范圍為：PAC+CPAM，9.0～7.0；PAC+PDA，9.5～6.5；較理想的反應(yīng)時(shí)間為10min左右；陽離子絮凝劑宜在無機(jī)混凝劑投加一段時(shí)間后加入，這樣可以充分發(fā)揮陽離子有機(jī)絮凝劑的作用。
④投加少量CPAM或PDA可以提高氣浮效果，出水水質(zhì)得到改善，浮渣體積大大減少，含水率降低，易于后續(xù)處理。