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外汇配资等絮凝劑脫水性能的關鍵因素研究和綜合調理

發布時間:2017-12-14 出自:外汇配资 已被浏覽:268 次

摘 要: 本文研究了淤泥絮凝劑、有機質含量、溫度、PH值和淤泥顆粒粒度等關鍵因素對淤泥脫水性能的影響, 通過檢验淤泥比阻和泥餅含水率, 比較了不同絮凝劑的脫水效果, 分析了不同有機質含量和顆粒粒度對淤泥脫水性能的變化規律, 測試了淤泥脫水最佳溫度和pH值範圍。結果表明:外汇配资、聚合氯化鐵和聚丙烯酰胺三種絮凝劑都能有效改善淤泥中的脫水性能, 絮凝劑的投入量應控制在2%3%;環境溫度20℃時, 淤泥的脫水性能最高;淤泥最佳的反應pH值範圍在9-11;淤泥中所含粗顆粒越多, 脫水後泥餅含水率越低, 脫水性能越好。最後提出了脫水性能綜合調理的方法。

近年来, 湖泊、河湧淤積污染問題引起廣泛關注, 需要治理的湖泊中待清的淤泥總量高达4.8億m, 而淤泥因高含水率、高有機質以及包含成分複雜的有毒有機物和重金屬污染[1-2], 使其處置成为政府和城鎮居民關注的焦點, 因此如何快速、安全地處置數量龐大的淤泥, 成为淤泥疏浚工程的關鍵。

淤泥由于含水率高且含有機質, 即使采用機械脫水方式, 水分去除率仍有限, 而過高的含水率會增大後續處理工藝的實施難度[3], 因此需采用物理或化学方法改善污泥脫水性能, 實現有效固液分離, 达到淤泥減量化處理要求。目前關于淤泥脫水性能改善處理主要側重于絮凝劑、有機質以及處理環境等方面研究。污泥使用效果較好的絮凝劑包括以陽離子型聚丙烯酰胺为代表的高分子混凝劑, 以及以外汇配资、聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵为代表的無機絮凝劑[4];張躍俊發現陰、陽非離子型絮凝劑因为其特征粘黏度和離子性質的不同導致絮凝效果不同[5]。周國強研究發現水熱處理對污泥脫水性能産生影響, 溫度會改善絮凝劑的絮凝效率[6]。邢奕研究發現PH值是影響淤泥脫水性能的因素之一, 酸性條件下污泥中束縛水的含量較少, 具有較好的脫水性能[7]。目前關于淤泥脫水的研究側重于單個因素變化規律, 但是需要淤泥絮凝劑、有機質含量、溫度、PH值和淤泥顆粒粒度等脫水性能關鍵因素的綜合研究, 通過綜合調節各個關鍵因素進一步改善淤泥脫水性能。

本研究探讨了淤泥絮凝劑、有機質含量、溫度、PH值和淤泥顆粒粒度等關鍵因素對淤泥脫水性能的影響, 通過檢验淤泥比阻和泥餅含水率, 比較了不同絮凝劑的脫水效果, 分析了不同有機質含量和顆粒粒度對脫水性能影響的變化規律, 探求了最佳的溫度、PH值範圍, 并提出了淤泥脫水性能綜合調理的方法。

1 試验材料與方法

1.1 原材料

淤泥取自于武漢市東湖疏浚底泥, 淤泥的物理性質見表1, 淤泥中粘粒成分主要由高嶺石、石英、長石、伊利石等組成, 黏土礦物成分吸水能力極強, 使得淤泥的含水率达到80%以上。

表1 淤泥物理性質

表1

絮凝劑選用外汇配资、聚合氯化鐵、陽離子聚丙烯酰胺, 其中外汇配资和聚合氯化鐵呈顆粒狀, 聚丙烯酰胺呈白色顆粒, 分子量800~1100萬, 陽離子濃度在10%~65%, 水溶性好。有機質使用腐殖酸, 呈棕黑色粉末, 含水分2%。

1.2 試验方法

本文通過比阻 (SRF) 和泥餅含水量 (W) 衡量淤泥脫水性能。淤泥有機質含量采用重鉻酸鉀容量法-水浴法測定, 粒度分析采用激光粒度分析儀, 比阻采用真空抽濾法 (見圖1) , 淤泥经闆框壓濾機脫水後測定含水率。

圖1

圖1 比阻測定裝置

2 結果與讨論

2.1 絮凝劑對淤泥脫水性能的影響

在淤泥泥漿中投入不同質量的外汇配资、聚合氯化鐵、陽離子聚丙烯酰胺後, 攪拌一定時間後靜置, 測試淤泥的比阻和泥餅含水率。當絮凝劑投入淤泥中, 可以看到泥漿迅速分为兩層, 并伴有大塊絮狀物産生, 上層液體清澈, 而未投加絮凝劑的淤泥泥漿上層液體較渾濁。外汇配资、聚合氯化鐵和聚丙烯酰胺三種絮凝劑加入量對淤泥比阻和含水率的影響如圖2所示, 随着三種絮凝劑加入量的增加, 淤泥比阻先快速降低, 當絮凝劑加入量达到3%之後, 淤泥比阻值保持穩定。外汇配资、聚合氯化鐵和聚丙烯酰胺三種絮凝劑加入量對淤泥比阻和含水率的影響如圖3所示, 外汇配资、聚合氯化鐵和聚丙烯酰胺三種絮凝劑具有相似的趨勢, 随着絮凝劑加入量的增加, 淤泥通過壓濾機壓濾後泥餅的含水率呈現先大幅降低後稍有增加的趨勢, 最終趨于穩定;當絮凝劑加入量达到2%時, 泥餅含水率趨于穩定, 加入量达到3%达到最低值, 外汇配资、聚合氯化鐵和聚丙烯酰胺三種絮凝劑對應的含水率分别为41.8%、40.8%和41.8%。隻有在絮凝劑投加量适當時才能起到最佳的絮凝效果, 因为此時膠體粒子部分表面被覆蓋, 微粒間才能産生有效的吸附架橋作用[8]。

圖2

圖2 不同絮凝劑對淤泥脫水性能的影響

圖3

圖3 不同絮凝劑對淤泥含水率的影響

一般認为淤泥比阻值低于10×10s/g時, 具備較好的脫水性能, 淤泥未處理前比阻值10×10s/g, 经過外汇配资、聚合氯化鐵和聚丙烯酰胺三種絮凝劑的處理後, 脫水性能均得到了大幅改善, 其中聚合氯化鐵對淤泥脫水性能的改善效果最佳;根據絮凝劑加入量對泥餅泥餅含水率的影響, 三種絮凝劑的加入量應控制在2%~3%;綜合考慮到淤泥脫水性能處理成本, 三種絮凝劑的投入量應控制在2%~3%。

淤泥经2%絮凝劑聚合氯化鐵處理前後SEM圖見圖4, 未加入絮凝劑時, 淤泥顆粒之間有大量的空隙, 整個淤泥體系中充斥着大量間隙水和表面吸附水;加入2%聚合氯化鐵絮凝劑後, 淤泥中呈現大量絮體團聚現象。通過兩張照片對比說明絮凝劑加入淤泥中後, 起到吸附橋接作用, 利用絮凝劑自身水化物與淤泥顆粒聚集, 形成團聚絮體, 降低了淤泥顆粒之間的間隙水, 提高了淤泥的脫水性能。

圖4

圖4 淤泥经2%絮凝劑聚合氯化鐵處理前後SEM圖 (2000)

2.2 有機質對淤泥脫水性能的影響

淤泥中有機質含量为0.81%, 在淤泥中添加腐殖酸, 攪拌均勻後密封放置一周, 然後根據重鉻酸鉀容量法測定有機質含量, 制得到不同有機質含量淤泥樣品, 最後加入一定量聚合氯化鐵絮凝劑進行比阻和泥餅含水率測試。有機質含量對淤泥脫水性能的影響見圖5和圖6, 随着淤泥含量增加, 淤泥比阻值和含水率均增大, 當有機質含量超過8%時, 淤泥脫水性能大幅下降。有機質中含有大量多价酸根, 能與淤泥中膠體微粒表面的陽離子形成絡合物, 具有較高的吸附性, 但是當有機質含量過高時, 自身形成凝膠, 吸附大量泥漿顆粒水分, 導致水分子與顆粒難以分離, 降低了淤泥的脫水性能。

圖5

圖5 有機質含量對淤泥脫水性能的影響

圖6

圖6 有機質含量對淤泥泥餅含水率的影響

2.3 溫度對淤泥脫水性能的影響

将淤泥置于15、20、25、30℃溫度下, 加入一定量絮凝劑測試淤泥脫水性能。不同溫度對淤泥比阻和含水率的影響如圖7所示, 随着溫度的增加, 淤泥的比阻和含水率平緩降低然後快速升高, 當溫度在20℃時, 淤泥的比阻最低, 这是因为溫度變化會造成淤泥脫水性能的波动, 溫度過高, 絮體顆粒細小、松散、沉降性能差, 而溫度過低, 絮體形成速度緩慢, 因此淤泥在20℃左右脫水性能最佳。

圖7

圖7 不同溫度對淤泥比阻和含水率的影響

2.4 PH對淤泥脫水性能的影響

圖8

圖8 不同PH值對絮凝劑比阻的影響

圖9

圖9 不同PH值對絮凝劑含水率的影響

絮凝劑的PH環境對淤泥脫水性能的影響十分重要, 通過H2SO4和Ca O調節淤泥PH值, 測試投入2%聚合氯化鐵絮凝劑時淤泥的比阻和含水率。不同PH值對淤泥比阻和含水率的影響見圖8和圖9, PH值在6~8時, 淤泥脫水性能較差, 絮凝團聚現象不明顯, 脫水後泥餅不緊密, 而在酸性和堿性條件下, 淤泥比阻值和含水率較低, 淤泥最佳的反應PH值範圍在9-11。这是因为酸性和堿性條件下, 絮凝劑能迅速水解, 陽離子和大分子絡合離子可以迅速與淤泥膠體表面的帶電粒子發生反應, 迅速産生網捕和壓縮雙電層作用, 形成較大絮體。

2.5 顆粒粒度對淤泥脫水性能的影響

底泥顆粒大小和分布是影響底泥脫水性能的重要因素。底泥的脫水性能随着細膠體顆粒 (粒徑在1~100μm) 的增加而變差, 因为濾網的孔徑在1~100μm範圍内, 超膠體顆粒可以堵塞濾網, 而小顆粒才能通過, 大顆粒被截留。将淤泥顆粒篩分为粗細兩部分, 粒徑分别为200~63μm和小于63μm兩種, 然後将粗細淤泥顆粒分别加水配置成含水率为90%的泥漿, 投入聚合氯化鐵絮凝劑, 測試淤泥泥餅含水率。淤泥顆粒粒徑對淤泥含水率的影響如表2所示, 淤泥中所含粗顆粒越多, 脫水後泥餅含水率越低, 脫水性能越好。

淤泥中顆粒細小, 比表面積大, 是淤泥中性質較活躍的部分, 粘粒在液體中是帶電的, 其表面上的電荷一般由以下三種作用産生: (l) 粘粒總是選擇性地吸附與它本身結晶格架中相同或相似的離子。 (2) 粘粒由許多可解離的小分子締合而成, 與水作用或生成離子發生基, 而後分解, 再選擇性地吸附與礦物格架上性質相同的離子于其表面而帶電。 (3) 粘土礦物中的同晶替代作用可以産生負電, 这種負電荷的數量取決于晶格中同晶替代的多少, 不受介質的PH值影響。由于粘粒表面帶有電荷, 帶電粘粒在水中吸附極性水分子于顆粒的周圍形成水化膜, 在靜電吸引作用, 吸附溶液中與它電荷符号相反的離子聚集在其周圍, 形成反離子層。这部分反離子與粘粒表面上的離子形成的帶電層稱固定層, 而另一部分距顆粒表面較遠的反離子具有擴散到溶液中去的趨勢, 形成了與固定層電荷負号相反的另一帶電層, 稱为擴散層。從固定層邊緣到擴散層末端的距離作为擴散層的厚度, 这樣由固定層和擴散層就構成了雙電層。因此淤泥中粘粒含量越大, 擴散層的總體體積越大, 導致水分子難以脫離。

表2 不同粒度分布淤泥泥餅含水率

表2

2.6 淤泥脫水性能綜合調理

淤泥脫水性能达到最優, 需要根據淤泥自身有機質含量和顆粒粒度, 調整絮凝劑處理時的PH值和溫度等環境因素。为調整淤泥PH达到9~11, 固定生石灰加入量为2%, 通過調整聚合氯化鐵絮凝劑加入量, 尋找淤泥脫水性能最适合的處理條件。

聚合氯化鐵絮凝劑加入量對2%Ca O淤泥比阻和含水率的影響如圖10所示, 從圖中可以看出在生石灰投加量为2%情形下, 聚合氯化鐵投加量为3%時, 泥餅的含水量最低达到39.79%, 此時污泥比阻为1.6×107s/g, 这是因为先投加一定量的生石灰, 起到了穩定底泥, 改善底泥PH值的作用, 然後再投加聚合氯化鐵, 使得絮凝劑能在較佳的底泥環境中形成絮凝沉澱。而當聚合氯化鐵投加過量時, 導致泥漿系統中正電荷增多, 膠體微粒重新獲得穩定, 導致脫水性能變差。另一方面, 在試验結果的基礎上, 綜合考慮分析, 發現絮凝劑聚合氯化鐵投加量在2%與3%時, 剩餘底泥比阻與泥餅含

圖10

圖10 聚合氯化鐵絮凝劑加入量對2%CaO淤泥比阻和含水率的影響

3 結論

通過本研究得出以下幾個結論:

外汇配资、聚合氯化鐵和聚丙烯酰胺三種絮凝劑都能有效改善淤泥中的脫水性能, 綜合考慮到淤泥脫水性能處理成本, 三種絮凝劑的投入量應控制在2%~3%;随着淤泥含量增加, 淤泥比阻值和含水率均增大, 當有機質含量超過8%時, 淤泥脫水性能大幅下降;環境溫度20℃時, 淤泥的脫水性能最高;淤泥最佳的反應PH值範圍在9-11;淤泥中所含粗顆粒越多, 脫水後泥餅含水率越低, 脫水性能越好。

根據淤泥絮凝劑、有機質含量、顆粒粒度, 對淤泥脫水性能綜合調理, 調整生石灰投加量为2%, 聚合氯化鐵投加量为3%時, 泥餅的含水量最低达到39.79%, 污泥比阻为1.6×10s/g。

參考文獻

[1]張鐵軍, 丁建文, 鄧東升, 等.生石灰處理高含水率疏浚淤泥的含水率變化規律研究[J].岩土力学, 2009, 30 (9) :2775-2778.

[2]李沖, 呂志剛, 陳洪齡, 等.河湖疏浚淤泥的表征、絮凝和脫水[J].環境工程学報, 2013, 7 (2) :737-742.

[3]丁建文, 洪振舜, 劉松玉.疏浚淤泥流动固化處理與流动性試验研究[C]//全國青年岩土力学與工程會議.2011.

[4]餘志榮, 高廷耀, 周增炎.污泥表面電荷對污泥脫水性能的影響[J].上海環境科学, 1991 (8) :24-26.

[5]張躍軍, 黃娟鳳, 周莉, 等.不同離子性質絮凝劑在淤泥脫水中的脫水作用特征[J].精細化工, 2007, 24 (9) :903-909.

[6]周國強, 歐陽仡欣, 郭宏偉, 等.污泥調理對其脫水性能的實验研究[J].環境工程, 2015 (s1) :570-573.

[7]邢奕, 王志強, 洪晨, 等.不同PH值下胞外聚合物對污泥脫水性能及束縛水含量的影響[J].北京科技大学学報, 2015 (10) :1387-1395.

[8]劉林雙, 楊國錄, 王黨偉.絮凝劑比例以及淤泥濃度對淤泥脫水速率的影響[J].南水北調與水利科技, 2009, 7 (4) :57-59.

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