聚丙烯酰胺PAM絮凝劑去除造紙廢水色度的方法有幾種？

【資料簡介】

聚丙烯酰胺PAM絮凝劑去除造紙廢水色度的方法有幾種？

聚丙烯酰胺有效去除造紙廢水色度的方法有哪些！相信很多生產經營污水處理材料企業都知道，在對于造紙廠廢水處理常用聚丙烯酰胺來處理，效果非常的明顯。但是就目前對于聚丙烯酰胺怎么處理造紙廢水中色度的問題有人提出來。其實有的時候我們會不用到聚丙烯酰胺方法處理，我們會用到產檢的吸附脫色、混凝脫色還會用到有機和無機絮凝劑等介紹。造紙中段廢水是指漿料經蒸煮、黑液提取后在篩選、洗滌和漂白過程中排出的廢水、其排放量大，溶出的木質素及其衍生物使廢水具有一系列從淺棕到深褐的顏色。由于這些化合物的生物降解很慢，生化處理效果較差，據文獻報道，二級生化法中多可去除廢水中30%的色度，也有一些生物處理法實際上還會增大廢水的色度。有色廢水給人以不愉快感，色度成分表明廢水中含有許多溶解成分，排出環境后又使天然水著色，減弱水體的透光性，影響水底植物的光合作用和水生動物的生長繁殖[1～3]，因而有效地進行脫色處理是造紙廢水達標排放的關鍵之一。
    目前應用的廢水處理技術上看，能有效去除造紙中段廢水色度的方法有吸附法、混凝法、生物法、膜分離法、化學氧化法以及電絮凝法等。
    吸附脫色：目前用于水處理的吸附劑主要有：活性炭、硅藻土、氧化硅、活性氧化鋁、沸石及離子交換樹脂等，活性炭是早應用的脫色吸附劑，由于其具有發達的細孔結構和巨大的比表面積，因而對水中溶解的有機污染物具有很強的吸附能力，能有效脫除廢水中的顏色。但活性炭價格昂貴，再生困難且損失率高，因此一般只用于濃度較低的廢水處理或深度處理，通常進行活性炭處理前，要先經物理法、生物法等處理。膨潤土主要成分為硅鋁酸鹽，其層狀結構間具有可交換的鈣、鎂、鈉等離子，膨潤土顆粒表面往往帶有電荷，因而具有良好的吸附性。孫家壽等[4]采用酸化絮凝、有機交聯膨潤土吸附的方法對造紙黑液有較好的脫色效果。
    某些合成樹脂對于吸附有機物是很有效的，特別是用來吸附制漿造紙廢水中的有色物質。如采用特殊聚合吸附劑Amberlite XAD-8，該吸附劑是高交聯度的不含離子交換基團的親水性多孔聚合物，用于處理漂白廢水達到了生產規模。其對針葉材廢水的脫色率為75%～85%，闊葉材為85%～92%，色度成分送至熔融物溶解槽制成綠液。采用弱堿液可有效地再生樹脂，Rohm-Haas公司建議用白液代替再生液，從經濟效果方面來研究這個方法，已經取得了相當大的進展。
    混凝脫色：混凝脫色是利用絮凝劑絮凝廢水中的成色物質沉淀而進行脫色，其作用機理可認為無機絮凝劑主要是依靠中和粒子上的電荷而凝聚，而有機絮凝劑則主要依靠架橋作用而使粒子沉降。應用中，常常先加無機絮凝劑中和電荷，然后加入有機絮凝劑使之生成絮團沉降。80年代末美國提出的混凝典型工藝用于中段廢水脫色處理取得了良好效果，該法是在二級生產處理后帶有色度的水中，加入胺類聚合物，在絮凝反應設備中形成絮體，經加壓溶氣氣浮后，使出水的pH值、COD、BOD和色度等達標排放。目前國內絮凝技術普遍應用于造紙廠的廢水處理中，各種效果良好的絮凝劑也被不斷地開發和運用。
    無機混凝劑：無機混凝劑包括金屬鹽類和無機高分子絮凝劑。廣泛使用的金屬鹽類有鋁鹽和鐵鹽；無機高分子絮凝劑是在傳統的金屬鹽絮凝劑的基礎上發展起來的一類新型水處理藥劑，具有適應性強、無毒，并可成倍提高效能而相對價廉等優勢，受到了迅速發展和廣泛應用。近年來對無機-有機復合絮凝劑的研究是一大熱點，龍柱[6]等應用流動電流技術研究了聚合氧化鋁（PAC）分別與不同類型有機高分子制備復合絮凝劑的電荷特性，結果表明，與PAC相比，PAV-陽離子有機高分子復合絮凝劑的電中和能力增強，聚集體的尺寸增大，對造紙廢水色度、濁度和COD去除效果都有明顯提高。李春萍[7]以10%的陽離子有機高分子絮凝劑（二甲基二丙烯基氯化銨與丙烯酰胺共聚物），30%的陰離子有機高分子絮凝劑（聚丙烯酸鈉）和60%的碳酸鈣制成的復合型絮凝劑用于廢水處理后，再加FeCl3會進一步提高絮凝效果，降低污泥含水量，節省過濾時間，使污泥濾餅的處理更簡捷方便。
    有機絮凝劑有機高分子絮凝劑一般是水溶性的線性聚合物，分子呈鏈狀，由大量的鏈節組成，同無機高分子相比，具有用量少、絮凝速度快，受共存鹽類、pH值及溫度的影響小，生成污泥量少等優點，因而應用前景廣闊。目前有機高分子絮凝劑主要有人工合成和天然兩大類。
   人工合成在合成的有機高分子絮凝劑中，聚丙烯酰胺（PAM）的應用多，它有非離子型、陽離子型和陰離子型三種。由于中段廢水中膠體多帶負電荷，一般選擇陽離子型的高分子絮凝劑起到電中和與絮凝架橋的雙重作用，脫色效果好。陽離子型聚丙烯酰胺可以由兩種途徑制成：一是丙烯酰胺的陽離子改性；二是丙烯酰胺單體與陽離子單體共聚。聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDMDAAC）是一種具有特殊功能的水溶性陽離子型有機高分子聚合物，在水溶液中電離后產生帶正電荷的季胺鹽類線型作用基團，它除了具有一般高分子絮凝劑的架橋、卷掃功能外，還具有相當強的電中和能力。

    天然高分子絮凝劑天然高分子絮凝劑由于原料來源廣泛，價格低廉、無毒、易于生物降解等特點顯示了良好的應用前景。大多數天然有機高分子物質的分子鏈節上的離子型活性基團多，結構多樣化，與其他帶有特殊官能團的化合物接枝共聚成性能*的絮凝劑。目前主要的品種有：改性陽離子淀粉的衍生物、木質素衍生物和甲殼素衍生物等。

    生物法脫色：常規生物處理所用的細菌對脫色效果不大，這是因為不能使中段廢水中的木素基團發色成分發生代謝變化。而腐朽木材能力很強的白腐菌[8]，特別是在紙漿工業廢水的脫色研究中應用多P.chrysosporium和T.ersicolor白腐真菌，其在代謝過程中產生的木質素氧化酶、錳氧化酶和漆酶具有很強的催化降解木質素的能力，因而能減輕廢水的顏色。Livernoche等[9]用固定于藻酸鈣膠體珠中的Cversicolr菌絲體對漂白廢水進行脫色，能在3d內去除80%的顏色。但生化處理具有時間長、白腐菌的優勢菌群難以維持、對廢水酸性要求等缺點，使造紙廢水脫色的生物處理法有待于進一步研究。

    膜分離法脫色：在廢水處理領域中，膜分離法是用人工合成或天然的高分子薄膜，以外界能量或化學位差為推動力，對水中污染物進行選擇性分離，從而使廢水得到凈化的技術。膜技術用于其能耗低，占地面積小，運行管理簡單等優點，在廢水處理方面的應用越來越廣泛。在造紙廢水處理中，主要采用的膜技術有超濾和反滲透，它們以壓力差為推動力的液相膜分離方法。日本東京工業試驗所利用低壓反滲透法及超濾法處理硫酸鹽紙漿廢水，結果表明，膜分離法可以充分脫色。H.A.Fremont等人利用超濾膜（UF）對造紙廢水進行脫色，脫色率在88.0%～98.3%.由于膜的污染等方面存在的問題一直阻礙著其應用，因而開發新型膜材料、改革膜體結構并加強“超薄膜”或“復合膜”的研究已成為國內外膜技術的新發展動向。造紙廢水一般含懸浮物（包括無機和有機的）較多，為避免廢水污染堵塞薄膜，減少清洗難度和頻率，不宜直接用一段膜分離法，好在膜分離前先經凝聚和常規過濾等方法處理。

    化學氧化法脫色：化學氧化法脫色是指用氯、ClO2、O3、H2O2、HClO4及次氯酸鹽等的氧化性，在一定條件下使廢水中的發色基團發生斷裂或改變其化學結構，從而達到廢水脫色的目的。O3因具有很高的氧化電位（E0=2.07V）而對廢水有很好的脫色性能。O3濃度為20mg/L時，只要90min就可以去除廢水色度的90%，而且其中85%是在15min內完成的。有大量自由基參加的化學氧化處理工藝稱為高級化學氧化法，此處理工藝可使廢水中有機污染物*分解，是近年來備受重視的水污染治理新技術[10]。如O3和紫外線（UV）、超聲波、催化劑等聯合使用，其氧化脫色性能更好，這些輔助手段所提供的能量不僅催化臭氧產生具有*氧化性的氫氧自由基，而且能激發水中的物質，成為激發態，加速氧化反應的速率。H2O2本身氧化性并不是非常強，但如果配合臭氧、紫外線、Fe2+使用，特別是Fe2+的加入，其氧化活性大大增強。武書彬[11]彩UV+H2O2和UV+H2O2+Fe2+二種高級化學氧化工藝處理硫酸鹽葦漿CEH漂白廢水，研究表明，添加Fe2+可大大加速體系對有機污染物氧化降解，H2O2用量對COD和色度的去除影響顯著。高級氧化法的一個嚴重不足之處是處理費用較高，從而限制了它的廣泛使用。
    電絮凝法脫色：在電化學反應器中使用金屬鋁或鐵作為陽極，電解時產生的Al3+（Fe2+）水解生成鋁（鐵）的氫氧化物等具有混凝劑作用的物質，其與混凝法投入的鋁（鐵）無機鹽相比，具有更高的活性，更強的絮凝作用，使中段廢水中的有機懸浮物及膠體粒子凝聚，形成絮體。陰極上生成的氫氣以微細氣泡的形式排出， 與絮體黏附一起，上浮到水面而被分離。另外通過電解作用，廢水中的氯化物部分轉化為氯酸鹽、次氯酸鹽和等。氣和次氯酸鹽能氧化廢水中有機化合物，對廢水有色物質有一定的降解作用。試驗表明[12]，電絮凝法對于脫色比去除COD更有效。利用這個工藝，漂白硫酸鹽漿廠廢水的色度可降低80%，而堿抽提廢水色度可降低90%[13].電絮凝法的大缺點是陽極金屬容易產生氧化物薄膜，鈍化反應，并使電壓升高，增加操作費用。
    無機絮凝劑和有機絮凝劑處理未來處理污水發展介紹：無機絮凝劑的投藥量大、產污泥量多，合成高分子絮凝劑的價格貴，因而尋找一種價格低廉，處理效果好的新型絮凝劑是至關重要的。針對中段廢水中發色基團的結構特點，對陽離子型絮凝劑、改性天然有機高分子絮凝劑和生物絮凝劑等的開發研究更加值得關注；充分利用工業廢棄物，如粉煤灰、廢鐵屑等，加以改進，使之能有效地降低中段廢水的色度，從而降低處理成本，達到“以廢治廢”的目的，是今后研究廢水處理方法的一大重點；據估計，每噸紙產品去除廢水紙的有色物質的費用約占每噸紙產品價格的10%，選擇出適應的脫色方法是相當重要的。并非一種處理方法對所有的中段水都有著同樣的效果，單一使用某種方法進行處理，往往難以使中段廢水的色度*降低。因而要根據廢水的具體特性，采取多種方法進行配合使用，尋找佳的搭配方式，使SS、COD、BOD和色度等指標達標排放。