Xử lý nước Flocculant Polyacrylamide Flocculant Thuộc tính trong môi trường axit mạnh

Trong những năm gần đây, với việc sử dụng rộng rãi công nghệ hạt nhân trong công nghiệp và nông nghiệp, y tế, địa chất, nghiên cứu khoa học và các lĩnh vực khác, ngày càng có nhiều chất ô nhiễm phóng xạ xâm nhập vào đất. Kỹ thuật khử nhiễm làm sạch đất loại bỏ các hạt nhân bị ô nhiễm bằng phương pháp kết hợp sàng lọc vật lý và khử nhiễm hóa học theo quy luật phân phối chúng trong đất bị ô nhiễm phóng xạ. Đất sau khi rửa có thể được lấp đầy hoặc xử lý như chất thải cực kỳ thấp, trong khi nước thải chứa các hạt nhân ô nhiễm được xử lý như nước thải phóng xạ, hoặc tái chế sau khi xử lý, hiệu quả khử nhiễm cao, quy trình đơn giản và phạm vi ứng dụng rộng, do đó có triển vọng ứng dụng thực tế tốt. Tuy nhiên, nếu nước thải từ quá trình làm sạch đất được xử lý trực tiếp hoặc xử lý, một lượng lớn chất thải thứ cấp sẽ được tạo ra, làm tăng chi phí xử lý chất thải thứ cấp, do đó cần phải xử lý trước nước thải làm sạch đất để tái chế để giảm sản xuất chất thải thứ cấp. Hiện nay, phương pháp kết tủa flocculation là phương pháp xử lý nước được chấp nhận rộng rãi trong và ngoài nước, vừa kinh tế vừa đơn giản. Phương pháp này thêm chất flocculant vào nước, làm cho các hạt keo và chất lơ lửng trong nước kết tụ thành các chất flocculant lớn hơn và được tách ra để đạt được mục đích làm sạch chất lượng nước.

Công việc này sử dụng chất flocculant polyacrylamide loại cation (CPAM) làm xử lý nước để xử lý kết tủa flocculant trên nước thải làm sạch đất, ngưng tụ và kết tủa bùn trong nước thải. Với sự thay đổi thể tích chất lỏng trong nước thải trong vòng 1h và hàm lượng chất rắn phù sa để mô tả đặc tính flocculant của chất kết tủa, khám phá mối quan hệ giữa khối lượng phân tử tương đối (Mr), độ ion và liều lượng và tính chất flocculant của CPAM, để xác định các thông số sử dụng tốt nhất của nó trong môi trường axit mạnh.

1.1 Thuốc thử và dụng cụ
Loại cation polyacrylamide, khối lượng phân tử tương đối 6 triệu~14 triệu, ion 10%~90%; HNO3， hóa học tinh khiết; Máy sàng lọc phòng thí nghiệm AS200control, công ty Retsch của Đức; Quy mô điện tử UWA-K-006, Hạ Môn LianTrade Electronics Co., Ltd; JJ-4 Máy khuấy điện Hexalian, Thường Châu Guohua Electric Appliances Co., Ltd; Máy đo độ ẩm halogen XY-105W, Thanh Đảo Tuocco Instrument Co., Ltd.
1.2 Phương pháp thí nghiệm
Lấy chất khử nhiễm tự chế và trộn nó với các hạt đất khô dưới 250um theo tỷ lệ thể tích 1: 1, sau khi nghiền và rửa để có được độ axit mạnh 50% của bùn
Đất làm sạch nước thải.
Pha chế dung dịch CPAM 2g/L ở nhiệt độ nước 40 ℃, 200r/phút, lấy một lượng nhất định dung dịch này thêm vào mẫu nước thải, khuấy 1 phút ở 120r/phút, để keo tụ tiếp xúc đầy đủ với keo đất. Ghi lại thời gian microfloc bắt đầu sản xuất và khuấy thêm 20 phút ở 30 r/phút để microfloc tiếp xúc với nhau hơn nữa để tạo ra một floc lớn hơn. Đặt
30 phút, các sợi hình thành tiếp tục tập hợp và dựa vào trọng lực tự nhiên lắng xuống đáy cốc. Bằng cách ghi lại tỷ lệ phần trăm của thể tích chất lỏng trong tổng thể tích và xác định hàm lượng chất lỏng trong bùn ở 300C, bạn có thể xác minh tính chất flocculant của chất flocculant được sử dụng.

2. Mối quan hệ giữa khối lượng phân tử tương đối của 1CPAM và tính chất keo tụ
   Hình 1 là mối quan hệ giữa khối lượng phân tử tương đối của CPAM và tính chất kết tụ. Hình 1 cho thấy rằng khi các điều kiện khác bằng nhau, hàm lượng chất rắn bùn (q) trong chất lỏng làm sạch nước thải giảm và phân số thể tích (φ) tăng lên khi khối lượng phân tử tương đối của CPAM tăng lên. Khi CPAM có khối lượng phân tử tương đối 14 triệu (rất khó để điều chế thành dung dịch khi khối lượng phân tử tương đối trên 14 triệu do độ hòa tan quá thấp trong điều kiện hơi cao hơn nhiệt độ phòng), bùn lỏng thượng lưu có hàm lượng chất rắn thấp nhất, phân số thể tích lớn nhất và CPAM có hiệu suất flocculation cao nhất.
   Với sự gia tăng khối lượng phân tử tương đối, tính chất flocculation của nó dần dần được cải thiện. Điều này là do khối lượng phân tử tương đối của polymer quá nhỏ để hấp phụ là yếu, và khối lượng phân tử tương đối tăng lên có thể tăng cường hiệu ứng này, làm cho floc tăng lên nhanh chóng, do đó có lợi cho kết tủa flocculation, nhưng khối lượng phân tử tương đối của polymer quá lớn cũng sẽ dẫn đến polymer tan trong nước kém hơn, thay vào đó làm cho hiệu suất flocculation của nó giảm.
3. Mối quan hệ giữa ion 2CPAM và tính chất keo tụ
   Hình 2 là biểu đồ mối quan hệ giữa ion CPAM và hiệu suất flocculation. Hình 2 cho thấy, trong trường hợp các điều kiện khác giống nhau, với sự gia tăng ion CPAM, hàm lượng chất rắn của bùn trong chất lỏng làm sạch nước thải giảm trước, sau đó tăng, phân số khối lượng tăng trước, sau đó giảm, khi độ ion CPAM là 30%, hàm lượng chất rắn của chất lỏng làm sạch thấp nhất, phân số khối lượng lớn nhất và hiệu suất flocculation CPAM cao nhất.

Trong dung dịch nước có tính axit, nhóm amide trong CPAM và H+phản ứng như sau: Khi ion tăng lên, nhóm cation trên chuỗi phân tử CPAM, được gọi là một NH+3 tăng
Nhiều, tác dụng đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi phân tử được tăng cường, chuỗi phân tử cao mở rộng hơn, có lợi cho hiệu ứng bắc cầu, và tác dụng trung hòa của các hạt âm được tăng cường, có lợi cho kết tủa keo tụ; Nhưng khi ion vượt quá kích thước, có quá nhiều nhóm cation trên chuỗi phân tử, do đó tác dụng hấp phụ của chất flocculant và các hạt keo tăng lên, dẫn đến việc giảm cấu trúc có thể cầu nối, sau khi điện tích âm của bề mặt hạt trong nước thải được trung hòa hoàn toàn, điện tích dương còn lại làm đảo ngược tính chất điện tích bề mặt hạt, lực đẩy giữa các hạt tăng lên, thay vào đó không có lợi cho việc keo tụ.

Mối quan hệ giữa lượng CPAM và hiệu suất flocculation
Mối quan hệ giữa việc sử dụng CPAM và hiệu suất flocculation được thể hiện trong Hình 3. Hình 3 cho thấy, trong các điều kiện khác như nhau, với việc tăng liều lượng CPAM, hàm lượng chất rắn của bùn trong chất lỏng làm sạch nước thải giảm trước, sau đó tăng, phân số khối lượng tăng trước, sau đó giảm, khi CPAM (khối lượng phân tử tương đối 14 triệu, độ ion 30%) sử dụng 13mg/L, hàm lượng chất rắn của bùn lỏng làm sạch thấp nhất, phân số khối lượng lớn nhất, hiệu suất flocculation CPAM cao nhất, có thể giảm hàm lượng chất rắn bùn từ 50% xuống 6% trong vòng 1h.
Khi lượng flocculant ít hơn, trung hòa điện ít hơn, tác dụng bắc cầu hấp phụ yếu hơn, không đóng vai trò trung hòa điện tích và hấp phụ bắc cầu. Tăng lượng sử dụng, lượng hấp phụ ban đầu tăng lên, có lợi cho việc trung hòa điện hấp phụ và bắc cầu hấp phụ, làm cho kích thước hạt sợi hình thành tăng lên, tốc độ lắng xuống tăng lên. Nhưng khi dùng quá nhiều, một mặt, sẽ làm cho hạt keo mang điện tích dị tính và trở lại trạng thái ổn định; Mặt khác, một lượng lớn chất flocculant hấp thụ trên các hạt lơ lửng sẽ bọc nó và tạo ra tác dụng bảo vệ keo, ngăn chặn sự hình thành của cấu trúc bắc cầu, do đó hiệu suất flocculant ngược lại giảm.

(1) CPAM vẫn có tính chất flocculation ổn định và hiệu quả cao trong môi trường axit mạnh;
(2) Tính chất flocculation của CPAM tăng dần với sự gia tăng khối lượng phân tử tương đối (hòa tan hoàn toàn), với sự gia tăng ion trước tiên và sau đó giảm, với sự gia tăng liều lượng cũng là tăng đầu tiên và sau đó giảm, khi khối lượng phân tử tương đối là 14 triệu, độ ion là 30%, liều lượng là 13 mg/L, hiệu suất flocculation là rất tuyệt vời, có thể giảm hàm lượng chất rắn bùn từ 50% xuống 6% trong vòng 1 giờ.