水處理中的無機混凝劑與有機絮凝劑的協同作用
混凝法是廢水處理中應用最多的方法。影響其處理效果的主要因素是藥劑的選用和使用方法。篩選合適的有機高分子絮凝劑與無機混凝劑復合使用，是提高處理效果的有效途徑。筆者用FeC13與PAM及其改性產品復合使用處理鉆井廢水，研究影響處理效果的主要因素。以下報導的是我們的實驗方法及結果。
1實驗方法
1．1燒杯攪拌實驗
采用燒杯攪拌實驗方法評價混凝效果：將100mL鉆井廢水(采自JIl中礦區王家1井)置于150mL的燒杯中，分別加入FeC13(10%)和PAM(1%)等高分子絮凝劑，一種試劑加入后，攪拌3min，再加入另一種，攪拌5rain(100r/rain)，然后靜置30min，觀察絮體形態和沉降后的體積，并取上層清液測其透光率。
1．2透光率的測定
用721A型分光光度計(重慶川儀九廠)，取波長為550nm，測混凝沉降后上層清液的透光率，并以此做為評價混凝處理效果的依據。
2 結果與討論
2．1PAM與FeCI3的協同作用
首先，單獨使用FeC13處理水樣，確定加量與透光率的關系，然后，在不同FeCI3用量(單位皆為mg/L)的條件下，皆加入5mg/L的PAM，觀察協同作用的效果，其結果如圖l所示。
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圖1中系列1為只加~eCl3的處理效果，系列2為FeCl3與PAM協同作用的效果，可見FeCl3與PAM協同作用的處理效果要比單獨使用FeCl3的處理效果好(出水透光率普遍提高)，且可觀察到絮體顆粒大，沉降速度快，沉降后污泥體積小。
FeCl3與PAM協同作用的機理可分析如下：廢水中顆粒帶有負電荷，首先加入的FeCl3中的3價鐵離子起到電性中和、壓縮雙電層的作用，使顆粒的Zeta電位下降，斥力減少，近而結合成小的絮體；此時加入PAM，其高分子長鏈將與小的絮體顆粒發生吸附，使小絮體通過高分子長鏈連接成大絮體，此即高分子絮凝劑的“吸附架橋”作用，其作用的結果不僅使絮體顆粒變大，而且通過大絮體沉降過程中的“卷掃”作用，攜帶出更多的污染物，從而提高了處理效果。
2．2加藥順序對效果的影響
FeCl3用量為6OOmg/L，PAM用量為5mg/L，改變加藥順序，進行混凝試驗，考察加藥順序對處理效的影響，其結果如表1所示。
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由表1可見，為了取得好的混凝效果，應當先加入無機混凝劑，攪拌數min后，再加入有機高分子絮凝劑。這與前面分析的兩者協同作用的機理是相符合的。另外，若同時加入FeCl3和PAM，則FeCl3的一些水解中間形態可能與PAM發生絮凝作用，會顯著降低處理效果[1]。
2．3有機絮凝劑相對分子質量對效果的影響
配制不同相對分子質量的PAM(1%)水溶液。FeCI3用量固定為600mg/L，PAM用量固定為10rag/L，改變PAM的相對分子質量，進行混凝試驗，考察有機高分子絮凝劑相對分子質量對效果的影響，其結果如圖2所示。
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從圖2中可得出如下結論：FeCI3與PAM協同作用，當PAM的相對分子質量小于100萬時，加入PAM對出水效果幾乎沒有影響；當PAM相對分子質量超過100萬以后，隨著相對分子質量的增加，出水透光率提高；當PAM相對分子質量超過500萬以后，出水透光率繼續提高，但變化不大。因此，在應用上可選取相對分子質量為500萬的PAM，相對分子質量過大，溶解困難[2]。
2．4有機絮凝劑電荷的影響
2．4．1藥品的配制
PAM：相對分子質量500萬，張家港市金鑫樹脂廠：陽離子型聚丙烯酰胺(CPAM)：PAM通過Marmich反應合成?3.PAM在堿性條件下與甲醛生成羥甲基衍生物，再與二甲胺一起加熱，生成叔胺，后者與硫酸二甲酯反應，即得CPAM，調整加藥量，使陽離子度為25%：陰離子型聚丙烯酰胺(PHP)：PAM在堿性條件下加熱，使酰胺水解成羧酸鹽，即得PHP，調整溫度、反應時間和堿用量，使其水解度為25%；兩性離子聚丙烯酰胺(APAM)：將PHP(水解度為25%)進行Mannich反應，制得APAM(水解度為25%，陽離子度亦為25%)[3]。將PAM、CPAM、PHP和APAM皆配制成1%的水溶液(由于后三者都是PAM改性制備，其相對分子質量皆約為500萬)。
2．4．2實驗結果與討論
FeCI3用量固定為600mg/L，分別與不同用量的PAM、CPAM、PHP和APAM復合使用，混凝處理鉆井廢水，考察電荷對效果的影響，結果)如圖3所示[4].
從圖3可見，當與無機混凝劑配合使用時，在相對分子質量相同的情況下，(本實驗相對分子質量皆約為500萬)，PAM、CPAM、PHP和APAM的最佳用量在5-10mg/L之間。在最佳用量的條件下，其絮凝效果是：PHP>APAM>CPAM>PAM。在無機混凝劑最佳用量的條件下，體系顆粒物已與無機陽離子作用而帶有正電荷，因此，帶有負電荷的PHP和APAM表現了較好的絮凝效果，而PHP優于APAM及CPAM優于PAM，這是因為前者分子鏈在其電荷作用下更加伸展[5]。
3結論
(1)用混凝法處理廢水時，無機混凝劑與有機高分子絮凝劑復合使用處理效果優于單純的無機混凝劑的處理效果，處理后水樣透光率高，絮體沉降快、緊密、污泥體積小；(2)有機高分子絮凝劑相對分子質量達到500萬時，吸附架橋作用強，處理效果好；(3)最好的加藥方式是：先加無機混凝劑再加有機高分子絮凝劑；(4)對于鉆井廢水，用相同相對分子質量的PAM，CPAM，PHP，APAM與FeC1復合使用，在其最佳投量時，處理效果順序為：PHP>APAM>CPAM>PAM．
參考文獻
[1]馬青山．絮凝化學和絮凝劑．北京：中國環境科學出版社，1988，125-210
[2]甘光奉等．工業水處理，1999，19(2)：6—7
[3]連西美等．油氣田環境保護，1998．8(3)：5．7
[4]魏娟明等．油氣田環境保護，2002，12(1)：20～21
[5]舒型武等．現代化工，2001，21(10)：13～16
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