不同絮凝剂对活性炭炭泥絮凝效果的对比研究

宫文宇

（中国石油大庆石化公司水气厂，黑龙江大庆163714）

活性炭制造过程中以活化过程最为重要，能起到净水的作用，但处理能力有限，没有絮凝剂处理的强度大，活性炭为疏水性吸附剂，其对水溶液中的有机物具有较强的吸附作用［1］。污水厂的活性碳要用絮凝剂PAC 及PAM 进行深度处理，以便使处理污水达到排放标准。

阳离子聚丙烯酰胺作为有机絮凝剂，因其自身带有正电荷，既可以通过吸附架桥作用使污染物脱稳，还可以去除带负电荷的胶体颗粒，在污水处理方面得到广泛应用［2］。

1 基本原理

活性炭属于非极性吸附剂，吸附过程比较复杂，主要与其性质、水中污染物性质、活性炭处理条件等因素有关。通常用于水处理的活性炭要满足吸附容量大、吸附速度快和机械强度大的要求即可。活性炭对水中的非极性杂质的吸附能力要大于极性杂质。另外溶液的pH 值和温度也对活性炭吸附性能有影响，实际应用中，能通过实验来确定其最佳工作环境［3］。

水中胶体和悬浮物的性质及浓度是选择絮凝剂的主要技术参数。如果水中污染物呈胶体状态，则应首选无机絮凝剂使其脱稳凝聚；如果絮体细小，则需要投加高分子絮凝剂或配合使用活化硅胶等助凝剂。很多情况下，将无机絮凝剂与高分子絮凝剂联合使用，可明显提高混凝效果，扩大应用范围。对于高分子而言，链状分子上所带电荷量越大，电荷密度越高，链越能充分伸展，吸附架桥的作用范围也就越大，混凝效果会越好。

活性炭的吸附作用是物理变化，可以除去水中的有色物质，絮凝剂的吸附作用是化学变化。利用了3 价铁离子或铝离子水解后产生的氢氧化铁胶体或者是氢氧化铝胶体有巨大的表面积可以吸附水中悬浮的微小不溶粒子形成沉淀的性质［4］。

絮凝剂入废水中，马上会产生压缩双电层，使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。活性碳的作用是吸附水中的气味和色素分子以达到出去臭味和使水变的透明的目的［5］。

某腈纶污水装置的活性炭曝气系统出水经絮凝池，在絮凝池内添加阳离子聚丙烯酰胺与混合液反应絮凝，可增加后续澄清池沉淀效果，絮凝后的混合液进入澄清池完成固液分离，上清液溢流出水。目前采用的絮凝药剂为德国巴斯夫8165阳离子聚丙烯酰胺，考虑成本以及招标等因素，下阶段计划更换使用国产阳离子聚丙烯酰胺药剂。为确定两种不同聚丙烯酰胺的絮凝效果及最佳投加量，进行实验分析。

2 实验部分

实验对腈纶污水活性炭曝气池混合液分别经过巴斯夫8165阳离子聚丙烯酰胺和北京恒聚聚丙烯酰胺絮凝处理后，根据测定的剩余浊度，对比2种药剂投加量。

2.1 药剂配制

根据生产实际加药浓度，分别配制浓度为0.1%的巴斯夫PAM和恒聚PAM药剂。

2.2 测定项目及仪器

采用WGZ-1B 型浊度仪测定絮凝实验后溶液的剩余浊度。

2.3 实验过程

用量筒分别量取500 mL腈纶污水活性炭曝气池混合液于8个1 000 mL烧杯中，搅拌均匀。分别向8 个烧杯中加入巴斯夫PAM 药剂3、4、5、6 mL、恒聚PAM 药剂5、7、10、12 mL，充分搅拌后静置5 min，分别取其上清液，测定浊度。

3 结果分析

3.1 实验数据

实验结果见表1。

表1 实验结果

3.2 数据分析

由于混合液原始浊度较大，因此不分析浊度去除率，只对实验后溶液上清液浊度进行分析比较。由表1 可知，随着巴斯夫PAM 和恒聚PAM 投加量的增大，浊度逐渐降低至最小然后升高，分析原因是药剂过量导致絮凝效果变差。2 种絮凝剂的比较见图1。

图1 2种絮凝剂投加量与剩余浊度比较

由图1 可见，巴斯夫PAM 最佳投加量为5 mL，恒聚PAM 的最佳投加量为10 mL。当巴斯夫PAM投加量为4 mL时剩余浊度为4.8，恒聚PAM投加量为7 mL 时剩余浊度为5.2，2 种药剂的絮凝效果接近，此时恒聚PAM 的投加量为巴斯夫PAM 投加量的1.75倍。

通过实验结果可以看出，巴斯夫PAM 对活性炭炭泥的絮凝效果优于恒聚PAM，恒聚PAM 的最佳投加量是巴斯夫PAM 最佳投加量的2 倍，实际运行中可选用巴斯夫投加量的1.75～2倍。

4 结论

实验结果为下一步进行实际生产中的药剂投加实验提供了依据，确定新药剂在实际生产中的投药量，以达到最佳絮凝效果，保证污水处理场水质的合格排放。实验结果表明，处理相同的混合溶液，恒聚PAM 的最佳投加量是巴斯夫PAM 最佳投加量的2 倍，当恒聚PAM 的投加量为巴斯夫PAM 的1.75～2 倍时，能达到巴斯夫PAM 相近的絮凝效果。