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废水中残留的聚丙烯酰胺有哪些处理方法
废水中残留的聚丙烯酰胺有哪些处理方法

  1. 物理处理方法
    • 吸附法
      • 原理:利用吸附剂的多孔性结构,将废水中的聚丙烯酰胺(PAM)吸附在其表面,从而达到去除的目的。吸附剂具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构,能够提供足够的吸附位点。常见的吸附剂有活性炭、膨润土等。活性炭是一种具有高度发达孔隙结构的碳材料,其微孔、中孔和大孔可以分别吸附不同分子量大小的 PAM 分子。膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的黏土矿物,它具有层状结构,能够通过离子交换和表面吸附作用吸附 PAM。
      • 操作流程:将适量的吸附剂加入废水中,通过搅拌使吸附剂与废水充分混合,一般搅拌时间为 30 - 60 分钟,让吸附剂有足够的时间吸附 PAM。然后通过沉淀或过滤的方式将吸附剂与废水分离。例如,使用活性炭吸附时,当废水中 PAM 浓度为 100mg/L 左右,活性炭的投加量可以根据实验确定,一般为 1 - 5g/L。吸附完成后,通过砂滤或滤网过滤,可使废水中 PAM 的去除率达到 60% - 80%。
    • 膜分离法
      • 原理:依靠膜的选择性透过功能,将废水中的 PAM 分子与其他成分分离。根据膜孔径的大小可以分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等不同的膜分离技术。超滤膜的孔径一般在 0.001 - 0.1μm 之间,能够有效截留分子量较大的 PAM 分子。在膜分离过程中,废水在压力差的驱动下通过膜,PAM 分子被膜截留,而水和一些小分子物质则透过膜,从而实现分离。
      • 操作流程:首先要选择合适的膜组件,根据废水中 PAM 的分子量和浓度等因素确定。将膜组件安装在膜分离设备中,然后将废水引入设备,在一定的压力下(超滤一般压力为 0.1 - 0.5MPa)进行膜分离。例如,对于分子量在 100 万以上的 PAM,采用超滤膜分离,经过处理后,废水中 PAM 的去除率可以达到 80% - 95%。
  2. 化学处理方法
    • 氧化分解法
      • 原理:通过氧化剂将 PAM 分子中的化学键断裂,使其分解为小分子物质。常用的氧化剂有臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等。臭氧是一种强氧化剂,它可以与 PAM 分子中的碳 - 碳键、碳 - 氢键等发生反应,将 PAM 氧化分解。例如,臭氧与 PAM 反应时,会产生一些有机酸、二氧化碳和水等小分子产物,这些产物的环境危害性相对较小。
      • 操作流程:以臭氧氧化为例,将臭氧发生器产生的臭氧气体通过曝气装置引入废水中,臭氧与废水充分接触,一般反应时间为 30 - 120 分钟,臭氧的投加量根据废水中 PAM 的浓度和反应条件确定。例如,当废水中 PAM 浓度为 200mg/L 时,臭氧的投加量可能需要达到 10 - 30mg/L,经过氧化反应后,PAM 的去除率可以达到 70% - 90%。
    • 混凝沉淀法
      • 原理:向废水中加入混凝剂,如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)等,使 PAM 与混凝剂发生反应,形成较大的絮体沉淀。混凝剂在水中水解产生的胶体粒子带有正电荷,而 PAM 分子链上含有一定的负电荷,通过电荷中和作用,使 PAM 凝聚。同时,混凝剂水解产生的胶体可以吸附 PAM 分子,形成更大的絮体,便于沉淀分离。
      • 操作流程:先将混凝剂配制成一定浓度的溶液,然后按照一定的比例加入废水中。例如,使用 PAC 作为混凝剂时,PAC 的投加量一般为 50 - 200mg/L,加入后搅拌均匀,搅拌速度一般为 50 - 100 转 / 分钟,搅拌时间为 10 - 30 分钟,然后静置沉淀 30 - 60 分钟,使絮体沉淀到水底,通过上清液的排放实现 PAM 的去除,去除率可达 60% - 80%。
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