中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司公用工程运行部 宁夏银川 750410
摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，工业发展步伐不断加快，产生的工业废水也逐渐增多，这些工业废水如果处理不好会对环境造成严重污染。近年来，聚丙烯酰胺絮凝剂在工业废水中应用日趋广泛，本文将对其在工业废水中应用的方法及效果进行分析，分析投药量、搅拌时间、反应温度等对于废水处理的影响，从而将最佳絮凝条件得到，以为相关单位提供一些借鉴。
关键词：聚丙烯酰胺絮凝剂；工业废水处理；影响
聚丙烯酰胺（PAM）是一类线型水溶性高分子化学品总称，兼具物力及化学特性，酰胺基存在于结构单元中，这是容易形成氢键的重要原因，使得PAM水溶性较好。PAM还能通过接枝方式得到多种改性物，包括支链或者网状结构的，从而使其具备一定的流变体调节作用。在造纸、纺织印染、医药、洗煤、建材等领域得到广泛应用，尤其是作为高分子无毒絮凝剂，在工业废水处理中应用受到青睐，被称为“百业助剂”，同时也广泛应用于城市污水处理中，下面将以实验方式具体探究 聚丙烯酰胺的应用及效果。
1.聚丙烯酰胺在工业废水处理中作用机理
絮凝剂或者助凝剂是聚丙烯酰胺在工业废水处理中主要用途，因为含有一定极性基因在分子链中，可以对水中的悬浮固体颗粒进行吸附，形成絮凝物使粒子间架桥，同时还能对悬浮液粒子的沉降起到加速作用，对于溶液的澄清有明显的加快作用，还具有促进过滤等多种有效用途。在废液处理及化学工业废水处理中应用日趋广泛。通常来说，气浮或者沉淀这样的一般污水前段处理中，均会使用到无机絮凝剂（PAC），有时会与无机絮凝剂（PAM）一起使用，而在后段处理中，重点在于污泥脱水，使用到的药剂主要为阳离子聚丙烯酰胺，阴离子聚丙烯酰胺会用作个别污水污泥脱水使用，依据工厂不同废水处理需求而定。有非常多的行业涉及到废水处理，当前废水处理不仅仅是一个环保问题，更是保证生产的可持续进行的关键，得到越来越多生产单位的重视。污水性质多种多样，需要依据工艺流程及实际水质综合分析，为达到最佳的絮凝效果，最好通过具体的试验确定。
2.聚丙烯酰胺在工业废水中应用试验
2.1材料
此次研究使用到的材料包括HJ—I磁力加热搅拌器、可见光光度计及原子吸收分光光度计。其中搅拌器由江苏医疗仪器厂生产、可见光光光度计由北京瑞利分析仪器公司生产，型号为7220，原子吸收分光光度计由上海光谱仪器有限公司生产，型号为sp-3808。
2.2试剂
应用到试剂有氢氧化钠、聚丙烯酰胺（300万）及一些盐酸。
2.3方法
2.3.1投药量试验
将不同用量的聚丙烯酰胺溶液添加到200ml的废水中，使用磁力加热搅拌机进行匀速搅拌，保持原始pH值，搅拌大约3min以后，静置10min，然后进行过滤处理。最终获得滤液，测量滤液吸光度，使用可见光分光度计，位置在600nm处，将最适宜的投药量确定下来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3.2pH值试验
将0.1%的聚丙烯酰胺溶液1ml添加到200ml废水中，同样使用磁力加热搅拌机进行匀速搅拌，调节pH到设定值，然后停止搅拌静置10min。对搅拌液进行过滤处理，得到滤液用可见光分光光度计进行测试，同样在600nm处，得到最适宜pH值。
2.3.3搅拌时间试验
将0.1%的聚丙烯酰胺溶液1ml添加到200ml的废水中，保持原有水温下pH值不变，用磁力加热搅拌机进行匀速搅拌，在达到搅拌设定时间后，静置10min，即刻过滤，用可见光分光光度计测试滤液，将最适宜搅拌时间获得。
2.3.4反应温度试验
将0.1%聚丙烯酰胺溶液1ml添加到200ml的废水中，将溶液置于水浴锅上进行加热处理，温度达到设定值后，在磁力加热搅拌机上进行均匀搅拌，3min后停止并静置10min。用可见光分光光度计测试滤液，将最适宜反应温度获得。
3.试验结果
3.1投药量对絮凝效果产生的影响
在废水中投入较少的药量，发现絮凝效果不佳，而继续增加投药量达到5mg/L时，得到了最佳絮凝效果，而继续增加投药量，则发现絮凝效果逐渐弱化。这一过程与絮凝机理有关，说明了吸附架桥机理是聚丙烯酰胺絮凝剂的絮凝机理，适宜投药量会促使污水悬浮胶体粒子中产生吸附架桥作用，并且这种作用是有效的，最终使得絮体形成，但是投入量过大，会减少粒子表面吸附活性点，吸附架桥作用将难以产生，相互排斥的粒子最终会出现分散稳定现象，这也是投药量增加，对滤液进行吸光测试，发现吸光度上升的重要原因。此外，增加投药量，如果过量的话还会影响絮凝剂溶解性，降低絮凝效果。由此，投药量控制在5mg/L为最适宜。
3.2pH值对絮凝效果的影响
絮凝效果最不显著这一情况出现在碱性条件下，而酸性条件下絮凝剂效果也不佳，但pH值7~9时，絮凝剂效果最佳。与以下原因有关：絮凝剂带电量增加，当pH值很小的时候，相互分开的颗粒，大多吸附在同一颗粒子上，对于聚合物来说，这样一来将难以产生有效的架桥效果。同时，聚合物离子化程度由pH控制，并且pH值影响着聚合物分子链上的电荷量，如果pH值过大或者过小，都会将聚合物分子伸展程度降低。由此，pH最佳值为8.00。
3.3搅拌时间对絮凝效果的影响
聚丙烯酰胺对废水絮凝会产生一定影响，而这种影响在不同搅拌时间下表现的非常明显。此次试验显示了，当搅拌时间低于3min，絮凝剂此时的作用效果最差，这与絮凝剂溶液性不佳有直接关系。反之，搅拌时间超过3min，固形物破碎经絮凝后形成，静置并过滤后对滤液的清澈度产生影响，最终降低絮凝效果。
3.4温度对絮凝效果的影响
聚丙烯酰胺对废水絮凝效果的影响也与不同温度有关，试验显示，当水温40℃以下，絮凝效果最差，而水温升高至40°时，絮凝效果有效提升。这是因为，絮凝剂通常在高温下才能更好的溶解，此时温度可让溶液中大分子骨架更好的舒展。同时，温度升高会使絮凝剂的扩散速度及颗粒碰撞速度加快。但是温度过高，超过标准温度范围，吸附过程会转变为放热过程，吸光度会由此上升，不利于絮凝，由此，40℃为最佳絮凝温度。
结束语
本文主要基于聚丙烯酰胺在工业废水中处理中作用机理，以试验方式探究了聚丙烯酰胺在工业废水中处理的方法、原理等，并对试验结论进行了分析，包括投药量、pH值、搅拌时间等对絮凝效果的影响。得到最优絮凝效果的条件为：5mg/L的聚丙烯酰胺用量、pH值8.00、3min的搅拌时间及40℃的絮凝温度。表现了聚丙烯酰胺在工业废水处理中应用有着一定优势及作用，而长期使用经济性、便捷性、安全性等仍需要进一步探讨，需要在应用过程中注意控制好投药量、溶液pH值、搅拌时间、反应温度等多个指标，这样才能保证获得最佳的絮凝效果。
参考文献：
[1]张文德，李健美，谭颖，洪博，徐昆，王丕新.水分散型阳离子聚丙烯酰胺在造纸废水处理中的应用[J].工业水处理，2015，33(01):56-57.
[2]张文德，徐昆，刘畅，李羚露，李文波，王丕新.水包水聚丙烯酰胺在压裂废水处理中的应用[J].工业水处理，2016，30(02):79-81.
[3]刘军.聚丙烯酰胺在工业废水处理中的应用[J].广西轻工业，2016，25(07):98-99.
[4]刘全校. 淀粉接枝聚丙烯酰胺在造纸废水处理中的应用[A]. 中国造纸学会.中国造纸学会第十三届学术年会论文集（下）[C].中国造纸学会:，2015:6.
[5]纪国慧，向琼，张文德，王丕新.水介质分散型阳离子聚丙烯酰胺在制药废水处理中的应用[J].工业水处理，2015(05):29-31.
论文作者:刘海琴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/4
标签：絮凝论文; 废水处理论文; 聚丙烯酰胺论文; 效果论文; 滤液论文; 光度计论文; 絮凝剂论文; 《防护工程》2018年第22期论文;