有机高分子絮凝剂用于淤泥脱水初步研究

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本文采用多种不同高分子絮凝剂,针对江苏省有一定代表性的六个内河、湖泊、港口典型地域淤泥的絮凝脱水方法和脱水后淤泥中残留絮凝剂阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵与非离子单体丙烯酰胺的共聚物(PDA)降解程度和评价方法进行了初步研究。应用相同离子性质、不同离子度和特征黏度,不同离子性质相近特征黏度的高分子絮凝剂,对六个典型地域淤泥进行絮凝脱水处理。考察了药剂用量对经处理后淤泥的絮团大小、滤饼含水率、滤液透过率、滤液CODCr和Zeta电位的影响。同时利用浊度、透过率及显微拍照几种表征方法,在室内保湿环境下,对处理后淤泥中残留药剂进行降解可能性及降解速率的研究。淤泥絮凝脱水处理的研究结果表明:离子性质不同、离子度不同、特征黏度不同的所选各种阴、阳、非离子絮凝剂对江苏省六个典型地域淤泥脱水均有效果,但在形成絮团最佳点时药剂用量及处理后淤泥泥饼的含水率值各不相同。对10%左右高固含量淤泥,处理内河、湖泊淤泥的絮凝剂用量较低,在350mg·L-1640mg·L-1之间,处理后泥饼含水率在47%~74%的大范围内;处理港口淤泥的药剂用量较高,在850mg·L-1~1200mg·L-1之间,泥饼含水率则在41%~57%之间:对5%低固含量淤泥,处理内河、湖泊淤泥的絮凝剂用量在52.8mg·L-1~316.8mg·L-1之间,处理后泥饼含水率在47.8%~71.1%的大范围内;处理港口淤泥的药剂用量在26.4mg·L-1~158.4mg·L-1之间,处理后泥饼含水率则在41.2%~57.1%之间。三类淤泥药剂用量相差不大。处理后淤泥上清液化学需氧量(CODCr)随药剂用量递增变化的一般规律是均呈先减后增趋势,对应的透过率则成锯齿折线状,先增后减:上清CODCr最低点往往不是形成絮团较大的絮凝剂最佳用量点,总比这个最佳点CODCr的值低少许。随着药剂用量的递增,阳、非离子药剂的Zeta电位递增,阴离子的递减。由此可知,阴、阳、非离子药剂均可用于淤泥絮凝脱水,且就形成较佳絮团的药剂用量而言,较高特征黏度的阴离子絮凝剂有一定优势;而且降低滤饼含水率从处理后淤泥含水率上比较,某些阳离子絮凝剂和进口阳离子药剂有一定优势,能从较大程度上降低淤泥运输成本和堆放体积。絮凝后淤泥中残留PDA的降解程度评价研究结果表明:絮凝后的淤泥经数天常温保湿降解后,其1%悬浮液浊度升高,透过率降低,显微拍照显示泥样与水层的排布结构由水包裹大块淤泥颗粒的状况变成泥水混和成糊的状况。在相同保湿降解环境下,内河和湖泊淤泥原泥的1%悬浮液的浊度和透过率稍有变化,随着放置时间的递增,浊度降低,透过率升高,变化幅度较大;而港口淤泥的这两个参数的变化不很明显,幅度较小。经约20天降解放置后,内河和湖泊絮凝淤泥的1%悬浮液浊度与淤泥原泥的对应值趋于相近值,两者的透过率也趋于相近值,而港口絮凝淤泥1%悬浮液与其原泥的对应值无明显趋近迹象。由此可知,六个典型地域淤泥中絮凝剂在常温保湿条件下均可降解,内河和湖泊淤泥中絮凝剂降解较快,常温条件下,一般三个星期就可视为降解完全,港口淤泥中药剂降解较慢,降解时间较长,三个星期基本不降解。此研究工作结果可为清淤工程中的淤泥,尤其是浮淤絮凝脱水工艺和絮凝剂选择问题提供一定的参考,并为絮凝处理后淤泥的资源化再利用提供一定的指导性建议。
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