在印染废水处理中,阴离子聚丙烯酰胺(APAM,Anionic Polyacrylamide)作为一种高效絮凝剂,主要通过以下作用实现污染物的去除和废水净化:
1. 絮凝沉降:去除悬浮物与胶体颗粒
印染废水中含有大量细小纤维、染料颗粒、浆料残渣及胶体物质(如淀粉、羧甲基纤维素)。APAM作为线型高分子聚合物,其分子链上的负电荷酰胺基团可通过吸附架桥和网捕作用,将细小颗粒连接成大絮体:
吸附架桥:APAM的长分子链可同时吸附多个悬浮颗粒,形成“桥接”结构,使颗粒聚集成较大絮体。
网捕作用:高浓度APAM溶液可形成三维网状结构,包裹并捕获悬浮颗粒,加速沉降。
通过絮凝沉降,可显著降低废水的浊度、悬浮物(SS)及部分化学需氧量(COD),为后续处理(如生物处理)创造条件。
2. 脱色作用:降低废水色度
印染废水的高色度主要来源于未固着的染料分子(如活性染料、酸性染料)及染料分解产物。APAM的脱色机制主要包括:
电荷中和:部分染料分子(如酸性染料)带有负电荷,APAM的负电荷基团可通过电荷中和减少颗粒间排斥力,促进染料颗粒聚集。
包裹与共沉淀:APAM可将染料分子包裹在絮体中,或与无机絮凝剂(如硫酸铝、聚合氯化铝)形成的金属氢氧化物共沉淀,从而去除色度。
需注意的是,APAM对溶解性染料(如活性染料)的脱色效果有限,通常需结合氧化(如臭氧、Fenton试剂)或吸附(如活性炭)工艺才能实现深度脱色。
3. 改善污泥脱水性能
在印染废水处理的污泥处理阶段,APAM可作为污泥调理剂,改善污泥的脱水性能:
中和电荷:污泥颗粒表面通常带有负电荷,APAM的负电荷基团可部分中和表面电荷,减少颗粒间排斥力,促进污泥凝聚。
增强结构:APAM的分子链可贯穿污泥絮体,形成更稳定的骨架结构,提高污泥的抗压性和脱水效率。
经APAM调理后,污泥的含水率可显著降低,便于后续处置(如填埋、焚烧)。
4. 协同作用:与其他药剂联用
APAM常与无机絮凝剂(如硫酸铝、聚合氯化铝PAC)联合使用,形成“无机-有机”复合絮凝体系:
无机絮凝剂:通过电荷中和作用使细小颗粒脱稳,形成微絮体。
APAM:通过吸附架桥作用将微絮体连接成大絮体,提高沉降速度和絮体强度。
复合絮凝体系可充分发挥无机絮凝剂的电荷中和能力和APAM的吸附架桥能力,实现更高效的污染物去除。
5. 影响因素与使用注意事项
APAM的使用效果受以下因素影响,需根据废水特性调整参数:
分子量与水解度:分子量越高,吸附架桥能力越强,但过高可能导致絮体松散;水解度(酰胺基转化为羧酸基的比例)影响电荷密度和溶解性。
投加量:需通过烧杯实验确定最佳投加量,过量可能导致絮体重新分散或产生粘性污泥。
pH值:APAM在弱酸性至中性条件下效果较好,碱性条件可能降低其电荷密度。
温度:低温会降低APAM的溶解速度和絮凝效果,需适当延长混合时间。
此外,需确保APAM符合环保要求,避免引入二次污染(如未反应的单体残留)。
阴离子聚丙烯酰胺在印染废水处理中主要通过絮凝沉降、脱色、改善污泥脱水性能及协同作用,有效去除悬浮物、降低浊度和部分色度,为后续生物处理或深度处理提供条件。其使用需结合废水特性调整分子量、投加量、pH等参数,以实现最佳处理效果。
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