水处理中的无机混凝剂与有机絮凝剂的协同作用
混凝法是废水处理中应用最多的方法。影响其处理效果的主要因素是药剂的选用和使用方法。筛选合适的有机高分子絮凝剂与无机混凝剂复合使用，是提高处理效果的有效途径。笔者用FeC13与PAM及其改性产品复合使用处理钻井废水，研究影响处理效果的主要因素。以下报导的是我们的实验方法及结果。
1实验方法
1．1烧杯搅拌实验
采用烧杯搅拌实验方法评价混凝效果：将100mL钻井废水(采自JIl中矿区王家1井)置于150mL的烧杯中，分别加入FeC13(10%)和PAM(1%)等高分子絮凝剂，一种试剂加入后，搅拌3min，再加入另一种，搅拌5rain(100r/rain)，然后静置30min，观察絮体形态和沉降后的体积，并取上层清液测其透光率。
1．2透光率的测定
用721A型分光光度计(重庆川仪九厂)，取波长为550nm，测混凝沉降后上层清液的透光率，并以此做为评价混凝处理效果的依据。
2 结果与讨论
2．1PAM与FeCI3的协同作用
首先，单独使用FeC13处理水样，确定加量与透光率的关系，然后，在不同FeCI3用量(单位皆为mg/L)的条件下，皆加入5mg/L的PAM，观察协同作用的效果，其结果如图l所示。
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图1中系列1为只加~eCl3的处理效果，系列2为FeCl3与PAM协同作用的效果，可见FeCl3与PAM协同作用的处理效果要比单独使用FeCl3的处理效果好(出水透光率普遍提高)，且可观察到絮体颗粒大，沉降速度快，沉降后污泥体积小。
FeCl3与PAM协同作用的机理可分析如下：废水中颗粒带有负电荷，首先加入的FeCl3中的3价铁离子起到电性中和、压缩双电层的作用，使颗粒的Zeta电位下降，斥力减少，近而结合成小的絮体；此时加入PAM，其高分子长链将与小的絮体颗粒发生吸附，使小絮体通过高分子长链连接成大絮体，此即高分子絮凝剂的“吸附架桥”作用，其作用的结果不仅使絮体颗粒变大，而且通过大絮体沉降过程中的“卷扫”作用，携带出更多的污染物，从而提高了处理效果。
2．2加药顺序对效果的影响
FeCl3用量为6OOmg/L，PAM用量为5mg/L，改变加药顺序，进行混凝试验，考察加药顺序对处理效的影响，其结果如表1所示。
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由表1可见，为了取得好的混凝效果，应当先加入无机混凝剂，搅拌数min后，再加入有机高分子絮凝剂。这与前面分析的两者协同作用的机理是相符合的。另外，若同时加入FeCl3和PAM，则FeCl3的一些水解中间形态可能与PAM发生絮凝作用，会显著降低处理效果[1]。
2．3有机絮凝剂相对分子质量对效果的影响
配制不同相对分子质量的PAM(1%)水溶液。FeCI3用量固定为600mg/L，PAM用量固定为10rag/L，改变PAM的相对分子质量，进行混凝试验，考察有机高分子絮凝剂相对分子质量对效果的影响，其结果如图2所示。
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从图2中可得出如下结论：FeCI3与PAM协同作用，当PAM的相对分子质量小于100万时，加入PAM对出水效果几乎没有影响；当PAM相对分子质量超过100万以后，随着相对分子质量的增加，出水透光率提高；当PAM相对分子质量超过500万以后，出水透光率继续提高，但变化不大。因此，在应用上可选取相对分子质量为500万的PAM，相对分子质量过大，溶解困难[2]。
2．4有机絮凝剂电荷的影响
2．4．1药品的配制
PAM：相对分子质量500万，张家港市金鑫树脂厂：阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)：PAM通过Marmich反应合成?3.PAM在碱性条件下与甲醛生成羟甲基衍生物，再与二甲胺一起加热，生成叔胺，后者与硫酸二甲酯反应，即得CPAM，调整加药量，使阳离子度为25%：阴离子型聚丙烯酰胺(PHP)：PAM在碱性条件下加热，使酰胺水解成羧酸盐，即得PHP，调整温度、反应时间和碱用量，使其水解度为25%；两性离子聚丙烯酰胺(APAM)：将PHP(水解度为25%)进行Mannich反应，制得APAM(水解度为25%，阳离子度亦为25%)[3]。将PAM、CPAM、PHP和APAM皆配制成1%的水溶液(由于后三者都是PAM改性制备，其相对分子质量皆约为500万)。
2．4．2实验结果与讨论
FeCI3用量固定为600mg/L，分别与不同用量的PAM、CPAM、PHP和APAM复合使用，混凝处理钻井废水，考察电荷对效果的影响，结果)如图3所示[4].
从图3可见，当与无机混凝剂配合使用时，在相对分子质量相同的情况下，(本实验相对分子质量皆约为500万)，PAM、CPAM、PHP和APAM的最佳用量在5-10mg/L之间。在最佳用量的条件下，其絮凝效果是：PHP>APAM>CPAM>PAM。在无机混凝剂最佳用量的条件下，体系颗粒物已与无机阳离子作用而带有正电荷，因此，带有负电荷的PHP和APAM表现了较好的絮凝效果，而PHP优于APAM及CPAM优于PAM，这是因为前者分子链在其电荷作用下更加伸展[5]。
3结论
(1)用混凝法处理废水时，无机混凝剂与有机高分子絮凝剂复合使用处理效果优于单纯的无机混凝剂的处理效果，处理后水样透光率高，絮体沉降快、紧密、污泥体积小；(2)有机高分子絮凝剂相对分子质量达到500万时，吸附架桥作用强，处理效果好；(3)最好的加药方式是：先加无机混凝剂再加有机高分子絮凝剂；(4)对于钻井废水，用相同相对分子质量的PAM，CPAM，PHP，APAM与FeC1复合使用，在其最佳投量时，处理效果顺序为：PHP>APAM>CPAM>PAM．
参考文献
[1]马青山．絮凝化学和絮凝剂．北京：中国环境科学出版社，1988，125-210
[2]甘光奉等．工业水处理，1999，19(2)：6—7
[3]连西美等．油气田环境保护，1998．8(3)：5．7
[4]魏娟明等．油气田环境保护，2002，12(1)：20～21
[5]舒型武等．现代化工，2001，21(10)：13～16
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