污泥脱水聚丙烯酰胺选型实验报告

1．前 言 
首先感谢贵公司给予敝司探讨本次食品水处理工艺中废水与污泥用聚丙烯酰胺选型及分析的机会。现将本次选型实验分析结果汇总如下，请审阅！另，在次此选型实验中得到贵公司相关部门的大力支持的指导，在此深表感谢！由于时间仓促,加之所学专业知识有限,不足之处望各位和专家批评指正。
1.1实验目的：
本次选型实验为了实现贵公司污水处理厂剩余活性污泥及物化污泥的优化处理及操作简便而进行的。通过药剂的添加，和药剂选型的优化，降低了员工的工作强度和处理的经济成本。
1.2 实验背景： 
因为聚丙烯酰胺的规格和技术指标有很多种，所以在不明确产品技术参数时，小试和终试聚丙烯酰胺十分必要（这个步骤我们通常叫做“产品配型"）。小试没有通过的产品，根本没有必要终试；小试通过的产品，也必须通过终试检验实际效果（因为小试会有很多人为误差，而且和终试的工况条件也大不同）。很多用户单位由于小试和终试工作没有完成，导致采购产品的使用效果不好或达不到技术指标就是这个原因。
我公司市场部2012年9月7日接收到贵公司的询价函。我们本着对用户负责的态度，与9月7日下午派公司市场部和技术部人员去贵司污水处理站取污水样与污泥样进行现场聚丙烯酰胺小试配型，由于贵司的物化污泥不同于常规活性污泥，而且差异非常大，配型不成功。考虑到时间紧迫和现场实验仪器的不足，我们取了贵公司的废水样和污泥样返回我公司实验室连夜进行分析、配型。9月8日上午，我们带着小试配型成功的8公斤（免费提供）阳离子聚丙烯酰胺产品去贵司进行终试，检验产品在实际工况条件下的运行效果。
1.3 实验说明：
贵公司的剩余活性污泥十分容易处理，但通过物化处理的初沉池污泥情况十分复杂。物化污泥中泥沙、废料及冲洗废水混合在一起, 形成非常稳定的胶状乳化体系,一般常规阳离子聚丙烯酰胺很难将其分离。为了改善物化污泥的脱水性能，我们曾考虑选择化学调理剂，进行调和，强化脱水效果。由于会增加处理成本，我们只能放弃这个方案。最后通过仔细分析贵公司物化污泥的特性，细化聚丙烯酰胺产品的各项技术指标，才成功配型。实验室小试配型实验模拟了现场工艺特点，得出数据，并集合产品终试的数据，做出相关分析。
2  实验准备
2.1 实验材料说明：
2.1．1 污泥

    现场取样:物化污泥10公斤、活性污泥10公斤（图1）。

 

贵公司物化污泥和活性污泥在显微镜下呈现的状态（图2）。

物化污泥：松散蓬松、彼此交联、亲水性很强。
活性污泥：界限清晰、分离明显、亲水性不强。
由于贵公司的活性污泥十分容易处理，所以本实验报告着重描述物化污泥的实验过程及分析。
2.1．2 滤布一条（模拟带式压滤机滤布）
 2.1．3  实验药品:
阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）配比浓度：2‰
通常情况下我们建议聚丙烯酰胺（CPAM）的配比浓度应该小于3‰。太高不利于脱水效果。

A、产品介绍
该类产品是由阳离子单体和丙烯酰胺共聚，经造粒、干燥、粉碎而成的白色小颗粒或粉末。应用的主要行业有：城市污水处理、造纸工业、食品加工业、石化工业、冶金工业、选矿工业、染色工业和制糖工业及各种工业的废水处理。
阳离子聚丙烯酰胺作为污泥脱水时，要根据污泥性质可选用不同离子度、分子量的产品。在城市污水及肉类、禽类、食品加工废水处理过程中的污泥沉淀及污泥脱水中，通过其所含的正电荷基团对污泥中的负电荷有机胶体电性中和作用及高分子优异的架桥凝聚功能，促使胶体颗粒聚集成大块絮状物，从其悬浮液中分离出来。可有效的在污泥进入机械压滤区之前进行重力污泥脱水。我们的产品脱水时，产生絮团大、不粘滤布、在压滤时不流散、用量少、脱水效率高，泥饼含水率低等优点。
B、使用目的
考虑到物化污泥颗粒的特殊絮体结构及高度亲水性, 其中包含的水分很难被脱除, 聚丙烯酰胺的使用必须改变其特性目的（改变悬浮溶液中胶体表面电荷和立体结构, 克服粒子间的斥力, 并以搅拌等外力使其相互碰撞, 达到去稳定化的效果；同时胶体表面积大幅降低,表面与内部的水分分布也发生改变, 减少了水分的吸附, 使污泥形成颗粒大、孔隙多和结构强等的滤饼）, 增进污泥脱水性, 从而减少操作难度，从而改善污泥脱水性能。
C、作用原理
(1)、压缩双电层作用
吸附层和扩散层, 合称双电层。当向水中加入大量阳离子电解质时, 正离子就会涌入扩散层甚至吸附层, 增加扩散层及吸附层中的正离子浓度, 使扩散层变薄, 从而使胶核表面的负电性降低。双电层被压缩, 颗粒间的静电斥力就会降低, 当大量正离子涌入吸附层以致扩散层消失时, 胶粒间静电斥力消失, 胶粒最容易发生聚集。
(2)、吸附架桥作用、
一些呈线型结构的高分子絮凝剂在浓度较低时, 吸附在颗粒表面上的高分子长链可同时吸附在另一颗粒表面上, 通过“ 架桥"方式将两个或更多的颗粒连在一起, 使颗粒逐渐结大, 从而导致絮凝。
(3)、网捕作用
当聚丙烯酰胺水溶液投加到物化污泥中时,对带负电荷的胶粒产生吸附作用, 集卷、网捕水中的颗粒, 从而形成絮凝状沉淀沉积在水底。
D、聚丙烯酰胺使用注意事项：
（1）、实验室
聚丙烯酰胺溶液粘度很高，因此难以配成浓度高的溶液。而且聚丙烯酰胺溶液过一段时间后会发生降解(<3‰)。实验室里建议现用现配。0.1%的溶液，夏天稳定期为24小时，冬季3-5天。用一磁力或叶片搅拌器对水进行中速搅拌，然后将絮凝剂粉加入。加入速度要控制，使粉末颗粒在水中充分分散，每一个颗粒都应被水润湿，以避免结团。如有结团就要增加溶解时间。一般溶解时间为1小时以内。高速剪切会使聚合物链降解，因此应避免使用高速搅拌器、粉碎机或离心泵。 
（2）、工业使用注意事项：
用户在正式采用本公司聚丙烯酰胺产品之前,应行小型试验,以便确定用量和使用条件。 
聚丙烯酰胺产品在使用前,必须先溶解成溶液,使高分子链充分伸展后备用。
PAM分子链在溶液中受剪切力作用会导致分子链断裂降解,影响性能,故溶解稀释PAM时应尽可能减少搅拌时间降低搅拌强度; 降低搅拌转速一般应控制在50-250转/分,不宜太快.用PAM溶液时,加剂点应尽可能避开强烈的机械搅拌; 输送PAM溶液时,管路要粗,变头和支管要少,输送泵选用莫诺泵或隔膜泵,而不要选用离心泵。 
干粉PAM产品在工业应用时,应先向容器内加入1/2水，开启搅拌，并慢慢到入PAM干粉。然后补水到所需的量。产品在0.5-1小时内可全部溶解,非离子产品90到120分钟可溶解，适当加温能加速产品的溶解,但不应超过60℃。 
在无机絮凝剂与PAM混合使用时，无机絮凝剂与PAM应分别在二个搅拌设备中溶解，否则会造成二絮凝剂之间的相互作用，而产生凝集，影响效果;使用时应注意加料次序，用户使用时，应行小型试验来确定投加次序。 
作为一般规则，当溶液条件越有利于聚合物分子链伸展，使用效果就越好。故阳离子型PAM适用于酸性介质，阴离子型PAM适用于偏碱性的介质，而非离子型PAM适用于酸性或弱碱性介质。
PAM产品不宜存放在铁制容器中。干粉PAM一般可长期保存性能稳定，溶解于水的PAM性能会随时间的增加而下降， 1－2天后，性能就开始下降，故PAM产品宜即配即用为好。
2.2选型和实验方法
实验名称：固相分离
这种固相分离实验里固相与液相的分界线很清楚，因此可以清楚观察到固、液分离的时间，形成絮团的大小和紧密性。
 方  法 
* 在500毫升烧杯中注入悬浮液。
* 从配比好的絮凝剂溶液中,用移液管移取所需量的絮凝剂，加入悬浮液烧杯中。加药顺序为，先加无机类搅拌后，再加有机类搅拌。 
* 用一药匙（匙口应宽大）在悬浮液中，慢慢同方向以搅拌。观察絮状物和紧密性的变化。 
对所有要试验的絮凝剂按上述步骤试验，选出其中者。对所选絮凝剂按不同加药量重复上述步骤，从而确定投加量。浓悬浮液的絮凝过程对搅拌极敏感，因此自始至终采用统一的搅拌方式是极关键的。

3实验数据
3.1数据纪录表：
因为聚丙烯酰胺小试配型的型号和技术参数太多，所以根据形成絮凝团的大小、紧密性、亲水性、含水率的、跑泥现象等指标，将不适用的一 一其排除，着重介绍和记录配型成功的那个样品（型号：VC108H）的实验数据和结论分析。

 

                    污泥成型                            污泥原样

3.2拟现场工矿条件进行脱水：   
施加外力滤水情况：

说明：在加药量充分的情况下，清水过滤出，没有出现污泥外漏现象。
3.2终试产品效果图

 

3终试产品上机视频效果

3.3 终试结论与性能对比

3.4公司介绍
武汉佰瑞特环保技术有限公司
-- 华中地区的水处理聚丙烯酰胺供应商!
   武汉佰瑞特环保技术有限公司是一家集水处理药剂产品(聚丙烯酰胺)生产、代理与销售为一体的企业。产品涵盖阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺三大系列40多个型号。公司有一班多年从事污水处理工作的专家与教授和一支长期一线操作、具有丰富现场工作经验的专业技术队伍。我们在全国市场上推广而富有创新性的系统解决方案（免费提供产品研发、样品仿制、配方筛选、运行方案制定、现场指导等全套的技术服务）。我们充分根据客户的特定要求，提供质量优良、性能稳定、技术的产品。

阳离子聚丙烯酰胺       阴离子聚丙烯酰胺        高效氯磺铁  

非离子聚丙烯酰胺       固体重金属捕捉剂        聚合氯化铝

污水及污泥改性剂       GE反渗透膜阻垢剂        常规阻垢剂
技术部：张景天  市场部：张贤均

污泥脱水聚丙烯酰胺选型实验分析