阴离子型聚丙烯酰胺在废弃桩基泥浆处理中的应用

发布日期:2015-06-29 14:49:46
阴离子型聚丙烯酰胺在废弃桩基泥浆处理中的应用
城市建设中桩基工程、隧道挖掘等施T.作业通 常会产生大量的废弃泥浆(文中以泥浆简称),这些 泥浆中通常包括废弃钻孔(并)浆液、泥沙及部分表 层土等111。泥浆通常具有一定的流动性,承载力弱,无 法直接填埋,长期堆放占用大量土地,也常因其处理 不当而造成河道淤塞,给环境造成了较大压力。
国内外部分学者针对河湖淤泥、活性污泥资源 化1:1作了较多研究,但对桩基泥浆无害化的处理多以 加人固结材料进行固化为主虽在一定程度上改 变了泥浆的形态,提升了承载力,但在减量化、资源 化再利用等方面仍存在诸多问题。实现泥浆的资源 化再利用,脱水减量化是关键环节。将泥浆减量化处 理.强化泥水分离过程,使其体积减小,承载力增加, 这对于运输、储存及后期综合利用有重要意义。但当 前研究仍多关注于泥浆的末了用途,关于泥浆脱水 这一关键环节的系统研究仍较为缺乏。
聚丙烯酰胺(PAM)因其优异的特性,近年来在 污泥调质脱水领域得到广泛应用1W|。而阴离子型聚 丙烯酰胺(APAM)具有较高的分子量,相对较低的 价格,对大规模T程应用较为有利。本文尝试将 APAM应用于废弃桩基工程泥浆的絮凝分离处理, 研究APAM对桩基泥浆的絮凝效果,以期为后继工 程减量化处理提供参数上的支持。
将絮凝剂按预定方式与选定浓度的泥浆混匀, 上清液和絮团之间将形成清晰的沉降界面,测定初 始沉降时间、上清液浊度和压实层体积,表征絮凝性 能,操作步骤如下。
分别于250 mL烧杯中加入200 mL泥样,在 250 r/min转速下搅拌,投加絮凝剂,至有明显絮体 微粒形成时停止搅拌,静置沉降,观察上清液和絮团 间清晰的界面,记录界面从量筒刻度值(200 mL)降 到下一刻度值(175 mL)的时间,记为第1刻度沉降 时间,以s表示。经静置沉降丨〇 min后,测定上清液 浊度,以NTU记,并记录压实层体积,以mL表示。
絮凝剂的投加量直接影响到使用成本,同一絮 凝剂溶液,应按照以上步骤,逐渐加大投加剂量,清 晰沉降界面初次出现时确定为絮凝剂较少投加用量。
选用分子量为800万~ 1 000万的JDZ_A型 APAM为絮凝剂,在相同条件下考察泥浆浓度对絮 凝剂较少投加用量的影响、投加量对絮凝效果的影 响、PAC与APAM复合使用对絮凝效果的影响及 pH值对絮凝效果的影响;筛选JDZ_A型同一系列 相同水解度不同分子量的APAM絮凝剂,对比分析 APAM分子量对絮凝效果的影响。
泥浆浓度不仅影响到泥浆分散体系的易脱稳 性,同时对后继絮凝操作过程有直接影响,选定合适 的泥浆浓度具有必要性。
以原泥浆上清液对泥样进行稀释,制取不同含 泥率的泥样,研究不同泥浆浓度下的絮凝剂较少投 加用量(绝对值)、第1刻度沉降时间及压实层体积 等相关参数的变化趋势。
由图4可知,泥浆浓度对絮凝剂较少投加用量 (绝对值)影响明显,泥浆浓度愈高,絮凝分离单位质 量的泥浆微粒所需的APAM量愈大。这是由于微粒 总有效表面积随浓度提升明显,影响到了高分子链 对微粒表面的氢键结合及架桥絮凝。
由于高分子有机物絮凝分离的机理除大分子链 的捕获外亦受微粒表面的(电位的影响,考虑到粘 土表面所带电荷的性质通常与溶液pH值有关,通 过调整pH值以获得相应的效果在实际应用中具有 一定的意义P
以稀盐酸和氢氧化钠溶液调整泥浆PH值,获 得不同pH值的泥浆试样,分析PH值对絮凝剂较少 用量及上淸液浊度的影响。
在pH值为6.20时,浊度为76.0 NTU,而在pH值为9.03时,浊度值高达345 随着pH值的降低,微粒负电势有所减弱,微粒间斥 力减弱,易于脱稳而被絮凝分离,上清液浊度下降 明显。
絮凝剂用量随着pH值下降而略有提升,而pH 值增髙时呈相反状态。原因是在低pH值下,微粒表 面负电荷相对较少,同时APAM的解离也受到影 响,与微粒表面多呈点接触链序状吸附,桥连作用 不强,生成的絮体相对较小,絮凝剂用量稍稍增加; pH值升高,粘土颗粒表面负电荷增加,同时APAM 的解离加强,分子链上-COO-基团间静电排斥力加 强,APAM分子链更为舒展,更易架桥絮凝,但同时微 粒与APAM斥力也相对加强,易生成较大絮团。
废弃桩基泥浆是由带负电荷、微米级别硅铝酸 盐类矿物微粒形成的髙度分散混合悬浮体系,静置 难以自然沉降分离。
泥浆含泥率在低于20 %时,APAM对其有较好 的絮凝分离效果,APAM投加量的提升及分子量的 增加均会致使絮团增大,但APAM较少用量并不与 其分子量呈现直接相关性。
PAC+APAM复合使用可以降低上清液浊度,通 过调整pH值亦可获得类似结果,但形成的絮团会 略有减小。
以APAM为絮凝剂对废弃桩基泥浆进行絮凝 分离处理效果明显,作为减量化处理的前期工作具 有一定的可行性。

聚丙烯酰胺(PAM)常见问题

Q1. 这款产品的投加量一般是多少?

A:投加量随应用场景、污染物性质与目标指标变化。常规参考:污泥脱水按干泥质量 0.03%~0.15%,工业废水絮凝按处理水量 0.01%~0.05%。实际用量须通过烧杯试验逐档确定。

Q2. 阳离子、阴离子、非离子怎么区分和选择?

A:看污染物表面电荷:带负电的体系(如市政污水、污泥、印染废水)选阳离子型;带正电的体系(如钢铁、选矿、某些有机废水)选阴离子型;非离子型多用于高矿化度或对电荷不敏感的场合。

Q3. 溶解时容易结团怎么办?

A:关键在分步加料:先将干粉分散于冷水中形成均匀浆体,再逐步提高浓度;或先用温水预溶胀后稀释。一次性倒入、局部浓度过高是结团的主因,加料时需持续搅拌。

Q4. 粘度越高越好吗?

A:不是。粘度升高通常伴随分子量增大,溶解时间延长、配液成本上升。应从目标沉降速度、絮体强度与现场溶解能力反推档位,而非单纯追求高粘度。

以上为工业级通用说明,具体参数以实际供货指标表与每批次质检报告为准。 需要按工况核算用量或索取检测报告,请联系工厂技术部:13280657534(王伟)。
 
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