CP10水處理劑是采用丙烯酰胺與陽(yáng)離子單體在偶氮二異丁腈的催化條件下進(jìn)行反應(yīng)，通過對(duì)反應(yīng)溫度、時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件的控制，得到的一種在常溫條件下為乳液狀態(tài)的水處理劑。該產(chǎn)品采用化學(xué)處理方式，與傳統(tǒng)的PAM水處理劑相比，具有溶解快，絮凝效果好的優(yōu)勢(shì)。通過投加一定量的CP10水處理劑，使化纖污水中的污染物質(zhì)形成絮凝體，再經(jīng)過沉淀或氣浮等方式，將污染物分離，從而使污水的COD、濁度等指標(biāo)滿足排放要求。
一、實(shí)驗(yàn)部分
1.1 實(shí)驗(yàn)原料
丙烯酰胺，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;
陽(yáng)離子單體，自制;
分散劑，自制;
偶氮二異丁腈，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;
硫酸胺，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;
LH-NT100總氮試劑，北京連華永興科技發(fā)展有限公司。
1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)儀器
GSHA-2型高壓合成反應(yīng)釜，大連自控設(shè)備廠;
VG202型防爆真空泵，廣東中德科技制泵有限公司;
LH-25A型智能多參數(shù)消解儀，北京連華永興科技發(fā)展有限公司;
LH-3BA型紫外可見智能型多參數(shù)水質(zhì)測(cè)定儀，北京連華永興科技發(fā)展有限公司;
WZS-186型濁度儀，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;
101-1AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱，天津泰斯特儀器有限公司。
1.3 合成工藝
將丙烯酰胺、陽(yáng)離子單體、分散劑、按一定比例溶解于去離子水中。將混合好的溶液加入反應(yīng)釜中，開啟釜體攪拌裝置，使其轉(zhuǎn)數(shù)控制在300r/min，向反應(yīng)釜內(nèi)通入氮?dú)獬?，氮?dú)庵脫Q時(shí)間不小于40min。待置換完成后，向反應(yīng)釜中加入偶氮二異丁腈，開始引發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在50~80℃，反應(yīng)持續(xù)3~6h后，加入硫酸銨，繼續(xù)攪拌30min后停止，得到乳液狀成品。
二、結(jié)果與分析
2.1 溶解速率
分別稱取10gCP10水處理劑及市售PAM水處理劑溶于去離子水中，稀釋成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1‰的水處理劑溶液。觀測(cè)CP10與PAM的溶解狀態(tài)，在不同的時(shí)間點(diǎn)將未溶解部分濾出稱重，計(jì)算出已溶解水處理劑的百分?jǐn)?shù)，當(dāng)其完全與水混溶后，視為溶解完全。根據(jù)不同時(shí)間的水處理劑溶解的百分?jǐn)?shù)繪制溶解速率曲線，如圖1所示。
由圖1可見，CP10水處理劑在1min內(nèi)完全溶解。市售PAM水處理劑完全溶解時(shí)間在40min左右，溶解時(shí)間較長(zhǎng)，在實(shí)際應(yīng)用中，需要預(yù)先投加進(jìn)行充分溶解后才能進(jìn)行使用。
2.2 水質(zhì)常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)與結(jié)果分析
2.2.1 污水樣處理方法
取某化纖廠家的污水樣品。將自制CP10水處理劑乳液與市售固體PAM水處理劑分別溶于去離子水中，稀釋成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1‰的水處理劑溶液。將兩種稀釋好的水處理劑溶液分別加入污水水樣中，加入比例為污水水樣質(zhì)量的0.5%~1%，震蕩搖勻，靜置1min。分別取未處理污水上清液和處理后污水上清液進(jìn)行檢測(cè)。
2.2.2 常規(guī)指標(biāo)的檢測(cè)
2.2.2.1 COD檢測(cè)方法
按HJ828-2017«水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法»要求進(jìn)行檢測(cè)。
2.2.2.2 氨氮檢測(cè)方法
將待測(cè)液按一定比例稀釋，使其在LH-3BA型紫外可見智能型多參數(shù)水質(zhì)測(cè)定儀的量程范圍內(nèi)，再按照該儀器的檢測(cè)方法進(jìn)行操作，讀取測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算其氨氮含量。
2.2.2.3 總氮檢測(cè)方法
取待測(cè)樣品，加入LH-NT100試劑2.0mL搖勻后，使用LH-25A型智能多參數(shù)消解儀進(jìn)行消解，消解溫度122℃，消解時(shí)間40min。將消解后的樣品靜置冷卻至室溫后，按一定比例稀釋，使其在LH-3BA型紫外可見智能型多參數(shù)水質(zhì)測(cè)定儀的量程范圍內(nèi)，再按照該儀器的檢測(cè)方法進(jìn)行操作，讀取測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算其總氮含量。
2.2.2.4 含水率檢測(cè)方法
將待測(cè)污水樣品進(jìn)行處理，收集經(jīng)處理后的絮凝物，稱取待測(cè)樣品10g，精確至0.01g，置于已恒重的稱量瓶中，使其均勻鋪展于瓶底。樣品準(zhǔn)備完畢后，放置于干燥箱內(nèi)，保持在105±2℃下干燥4h，取出后放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱重，計(jì)算其含水率。
2.2.3 水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果分析
量取未處理污水上清液水樣、CP10處理該污水后上清液水樣、市售PAM處理該污水后上清液水樣各100mL。按照2.2.2.1、2.2.2.2、2.2.2.3描述的檢測(cè)方法對(duì)上述三種水樣的COD、氨氮、總氮含量分別檢測(cè)。結(jié)果見表1。
表1中通過選取某化纖廠家污水進(jìn)行分析，其水樣的COD、氨氮、總氮含量分別為1050mg/L、153mg/L、322mg/L。經(jīng)CP10處理后水樣的COD、氨氮、總氮含量分別降低到138mg/L、52mg/L、175mg/L。同條件下CP10水處理劑對(duì)污水COD、氨氮、總氮處理效果明顯優(yōu)于市售PAM水處理劑。
2.3 濁度檢測(cè)與結(jié)果分析
選取某化纖廠家污水進(jìn)行分析，量取待測(cè)污水樣品100mL，分別加入等比例CP10及市售PAM水處理劑進(jìn)行處理，處理結(jié)束后取水樣上清液進(jìn)行濁度檢測(cè)。將檢測(cè)溫度控制在25℃，用WZS-186型濁度儀分別檢測(cè)初始濁度。檢測(cè)結(jié)果見表2。
通過表2可以看出，未經(jīng)處理的污水上清液濁度為355NTU。經(jīng)過CP10水處理劑處理后，其上清液濁度為10.3NTU。經(jīng)市售PAM水處理劑處理后的污水上清液濁度為21.5NTU。CP10水處理劑的處理效果明顯優(yōu)于市售PAM水處理劑。
2.4 絮凝物含水率檢測(cè)結(jié)果分析
取污水水樣，分別加入兩種水處理劑進(jìn)行處理，將處理后的水樣進(jìn)行過濾，濾出絮凝物，稱重。在105℃的烘箱中干燥4h，再次稱重后，計(jì)算其含水率。
通過表3可以看出，CP10的處理后的絮凝物含水率更低，說明其絮凝物的團(tuán)聚更加緊密，絮凝效果好。
三、結(jié)論
(1)CP10水處理劑的工藝制備條件要求嚴(yán)格，需要按照特定工藝路線進(jìn)行加工生產(chǎn)，才能生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品。
(2)CP10水處理劑具有溶解迅速、絮凝效果好的特點(diǎn)，與同類PAM水處理劑產(chǎn)品相比具備一定優(yōu)勢(shì)。
(3)CP10水處理劑能有效降低化纖污水的COD、氨氮、總氮等指標(biāo)，化纖污水經(jīng)處理后，清液濁度有明顯提高，說明污水中的有害成份經(jīng)CP10產(chǎn)品絮凝后顯著降低。
(4)CP10水處理劑在使用過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
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