- 復合高分子絮凝劑
- 高寶玉 岳欽艷 王燕 李倩
- 8159字
- 2019-01-04 14:58:30
2.8 聚硅氯化鋁的絮凝效果
2.8.1 實驗材料與方法
(1)模擬水樣
采用高嶺土和腐植酸配制模擬水樣。對于高嶺土懸濁液,實驗時用1:1的自來水和去離子水調配成高嶺土含量為100mg/L的模擬懸濁水樣,該水樣的濁度為60.0NTU,電導率為4.6×102μS/cm,pH值為7.12。對于同時含有高嶺土和腐植酸的有色懸濁水樣,用1:1的自來水和去離子水調配成高嶺土含量為50mg/L,腐植酸含量為10mg/L的模擬懸濁水樣,該水樣的濁度為26.2NTU,pH值為7.02,在370nm處的吸光度為0.145。
(2)混凝實驗方法
于快速攪拌下(200r/min)向500mL水樣中加入一定量的絮凝劑(若不指明,絮凝劑的投量都是以Al2O3計),繼續快攪1min后,取樣測zeta電位,快攪2min后轉入慢速攪拌(40r/min)15min,靜置沉降10min后,取上清液測定有關水質。
(3)殘留鋁含量測定方法[90]
于25mL容量瓶中加入適量的鋁標準溶液,依次加入Mn-EDTA溶液2.00mL,5mL pH=6.0的緩沖溶液,2.5mL濃度為0.05mol/L的CTAB溶液,1.0mL 5%的Triton X-100溶液,1.0mL濃度為1.0×10-3mol/L的Br-PF溶液,用去離子水稀釋至刻度,搖勻,沸水浴中加熱3min,冷卻后于580nm波長處用1cm比色皿,以試劑為參比測定吸光度A。
2.8.2 聚硅氯化鋁絮凝處理模擬水的效果
(1)PASC的混凝除濁效果
實驗結果示于圖2-45~圖2-48中。由圖可見,Al/Si摩爾比、制備工藝以及聚硅酸表面負電性均影響絮凝性能,所以,在制備PASC(復)絮凝劑時應綜合考慮上述各種性能。除了B=2.0,Al/Si=5.0的PASC(復)外,所有PASC絮凝劑的除濁效果都優于PAC的除濁效果,特別是在低投藥量條件下這種優勢更明顯。

圖2-45 B=1.0的PAC與PASC的除濁效果比較

圖2-46 B=1.5的PAC與PASC的除濁效果比較

圖2-47 B=2.0的PAC與PASC的除濁效果比較

圖2-48 B=2.5的PAC與PASC的除濁效果比較
圖2-49示出了B=2.0的PAC與PASC絮凝劑的除濁效果和凝聚顆粒的zeta電位隨投藥量變化的綜合實驗結果。結果表明,隨著絮凝劑的投量加大,各類絮凝劑的凝聚顆粒的zeta電位值均呈逐步升高的趨勢,并在投藥量達到一定程度時凝聚顆粒的zeta電位由負變正,這說明絮凝劑具有較強的電中和能力。同時,由于膠體顆粒表面所帶的負電荷越來越少,膠體顆粒間的斥力也就越來越小,膠體顆粒易于碰撞凝聚成大的絮體,所以溶液的剩余濁度隨投藥量的增加而迅速降低,并在等電點附近趨于最小值。若絮凝劑的投量進一步繼續增大,帶正電荷的凝聚微粒的zeta電位值則趨于平緩上升趨勢,但除濁效果變化不大,沒有出現因投藥量過多而產生的“返渾”現象。在相同投藥量情況下,用PASC處理產生的凝絮微粒的zeta電位值均較PAC低,且Al/Si摩爾比越低,則產生的凝絮微粒的zeta電位值就越低。在相同Al/Si摩爾比下,PASC(共)產生的凝絮微粒的zeta電位值較PASC(復)高。但剩余濁度變化曲線表明,對PASC(共)而言,Al/Si摩爾比越小,則除濁效果越好,PASC(共)的除濁效果優于PAC的除濁效果,低投藥量情況下這種差別尤為明顯;而對PASC(復)而言,Al/Si=5.0的樣品其除濁效果較PAC差,Al/Si=10的PASC(復)樣品的除濁效果與PAC相差不大。上述實驗結果說明了共聚法制備的PASC(共)絮凝劑有利于提高混凝效果,而復合法制備的PASC(復)絮凝劑,在聚硅酸含量較高的情況下,混凝效果反而較PAC差,只有在聚硅酸含量比較低的條件下,其混凝效果才高于PAC。所以在工業生產中,不能盲目追求高的聚硅酸的含量,否則,這既不利于提高混凝效果,又會使產品的儲存穩定性下降。

圖2-49 pH=7.12時B=2.0的PAC與PASC絮凝劑的除濁效果與相應的zeta電位變化曲線
綜合分析2.5部分的形態分布研究結果和本節的混凝效果,可推斷出PASC(共)的混凝作用機理與PAC是有所不同的,這是因為在PASC(共)中,當聚硅酸含量較高的情況下,其Al13含量大大低于PAC中Al13的含量,但PASC(共)的混凝效果卻高于PAC,這意味著PASC(共)絮凝劑的吸附架橋作用對混凝效果的貢獻是很大的。
(2)pH值對混凝除濁效果的影響
以B=2.0的PAC以及B=2.0、Al/Si=5.0的PASC進行對比實驗,結果見圖2-50。結果表明,pH=8.57時,在低投藥量情況下,PASC(復)與PAC的除濁效果差別不大,PASC(共)的除濁效果最好;在高投藥量情況下,PASC(共)和PASC(復)的除濁效果都優于PAC,剩余濁度隨投藥量變化曲線的變化趨勢大致與圖2-45和圖2-46類似。

圖2-50 pH值對B=2.0的PAC及B=2.0、Al/Si=5.0的PASC混凝除濁效果的影響
在pH=5.60的情況下,剩余濁度隨投藥量的變化情況與圖2-45和圖2-46有很大的不同,且在同樣投藥量下相應的剩余濁度較圖2-45和圖2-46有較大的升高現象。pH=5.60時,PASC(共)和PASC(復)的除濁效果都明顯優于PAC,且PASC(復)的除濁效果稍好于PASC(共)的效果。
眾所周知,電中和作用及吸附架橋作用是促使水體中的膠體顆粒脫穩和凝聚的兩個重要的因素,二者缺一不可。由前面的討論知道,B=2.0的PAC絮凝劑,帶有高正電荷的Alb為優勢形態,在pH=5~6范圍內顯示出極強的電中和能力;但由于具有較大聚合度的Alc含量少,且在低pH值下不易水解生成Al(OH)3凝膠態物質,因而其吸附架橋能力和卷掃作用弱,特別是在高投藥量情況下,很容易使膠體顆粒帶有過多的正電荷而重新穩定,所以除濁效果較差。對PASC而言,盡管其Alb含量較PAC中少,但Alc的含量卻多得多,其吸附架橋能力明顯優于PAC,所以可取得更好的混凝除濁效果。再者,由于PASC中Alb含量較少,過量的投藥也存在使已脫穩的膠體顆粒由于帶有過多的正電荷而重新再穩定現象。
在pH=8.57的條件下,一方面由于PAC的水解聚合產物具有較高的穩定性[63],仍可發揮電中和凝聚作用;另一方面,PAC的部分聚合物可水解生成電荷較低的凝膠態或Al(OH)3沉淀物,這樣可同時具有較好的電中和作用以及吸附架橋和卷掃沉淀作用,所以混凝除濁效果好,即使在高投藥量時,由于卷掃沉淀作用增強,仍可獲得良好的混凝效果。對PASC絮凝劑而言,除了其中的鋁鹽成分具有PAC的效能外,還由于其具有較多的聚合大分子形態,吸附架橋能力強,所以可取得更好的混凝效果。
從以上的分析討論可以看出,在使細小的膠體顆粒形成可沉淀的絮體過程中,高分子量的聚硅酸起著重要的作用。
(3)PASC的混凝除濁脫色效果
在370nm波長下測定吸光度(A)[27],實驗結果見圖2-51。結果表明,隨著絮凝劑投量的增加,凝絮微粒的zeta電位值均呈逐步升高的趨勢,但不同絮凝劑對吸附了腐植酸的高嶺土的電中和作用情況有較大的差別。Al/Si摩爾比越小,電中和作用能力也越小,且凝絮微粒的zeta電位隨投藥量的增加而上升的趨勢變得越平緩;從混凝處理后溶液的A值變化情況看,隨著投藥量的增加,脫色效果迅速提高,除了Al/Si=5.0的PASC(復)外,其他PASC絮凝劑的脫色效果都較PAC好,并且是Al/Si摩爾比越小,其脫色效果就越好,特別是在低投藥量情況下這種現象更明顯。B=2.0的PAC在凝絮微粒的電荷達等電點上其脫色效果趨于最佳,投藥量繼續增加,脫色效果稍有提高,但變化不明顯,過量投藥沒有出現再穩定現象。對于高Al/Si摩爾比的PASC絮凝劑,其情況與PAC相近,但對于Al/Si摩爾比較小的PASC絮凝劑來說,則可在凝絮微粒的zeta電位負值較大的情況下達到良好的脫色效果。剩余濁度隨投藥量的變化情況完全與脫色情況一致,所不同的是除濁較脫色可在較低的投藥劑量和較高的zeta電位值下取得良好的效果。在較高投藥量下才能取得良好脫色效果的原因主要是絮凝劑的水解-聚合形態要在一定劑量下才能與腐植酸發生明顯的絡合沉淀反應,或需生成一定量的凝膠狀的凝絮微粒才與可溶性的腐植酸具有明顯的吸附作用所致[91]。

圖2-51 pH=7.0時B=2.0的PAC與PASC的除濁和脫色效果與相應的zeta電位變化曲線
在進行除濁和脫色效果實驗過程中還觀察到,PASC的混凝速度較PAC快,產生的絮體顆粒也大,并且PASC中聚硅酸的含量越高,上述效果更加明顯。
用PASC絮凝劑進行除濁和脫色時,在膠體顆粒所帶電荷不發生變號且在高投藥量下不發生再穩定的事實說明了PASC類絮凝劑在混凝過程中除了具有電中和作用外,更明顯地表現出了吸附架橋及卷掃混凝的典型特征。
(4)pH值對PASC的除濁和脫色效果的影響
實驗結果見圖2-52。結果表明,在pH=5.42條件下,PASC(共)的脫色效果最好,PASC(復)次之,PAC最差,但相互間差別不大;PASC(復)的除濁效果在低投藥量情況下稍好于PASC(共)的效果,隨著投藥量的增加,二者達到同樣的除濁效果,PAC的除濁效果最差。在pH=8.52的條件下,PASC(共)的脫色效果最好,PAC次之,PASC(復)最差,但相互間差別不大;在低投藥量情況下,PASC(共)的除濁效果最好,PAC次之,PASC(復)最差;但在高投藥量情況下,則是PASC(共)最好,PASC(復)次之,PAC最差。上述結果表明了共聚法制備的PASC(共)絮凝劑,無論是在高pH值下還是在低pH值下,無論是脫色效果還是除濁效果,均優于復合法制備的PASC(復)絮凝劑。出現上述情況的原因為當B=2.0時,PASC(共)絮凝劑無論是在電中和能力方面,還是在吸附架橋能力方面都優于PASC(復),所以PASC(共)絮凝劑具有更好的混凝效果。

圖2-52 pH值對B=2.0的PAC及B=2.0、Al/Si=5.0的PASC混凝除濁和脫色效果的影響
2.8.3 絮凝處理后聚硅氯化鋁在水體中的殘留鋁含量
(1)鋁標準曲線的制作
稱取高純鋁(純度為99.99%)0.5000g,用50mL 1:1的鹽酸溶解后,定容至500mL,此溶液含鋁量1.0mg/L,使用時再稀釋成2μg/mL鋁標準溶液,用該鋁標準溶液制作的鋁標準曲線見圖2-53。圖中曲線關系為:
Y=0.0208+0.1775X (2-21)
式中,Y為吸光度A;X為鋁濃度;該式的相關系數r=0.9986。

圖2-53 測定殘留鋁含量用鋁標準曲線
(2)PAC和PASC殘留鋁量與B值的關系
以高嶺土含量為100mg/L的模擬水樣為代表進行實驗,該水樣本身的鋁含量為0.1005mg/L。絮凝劑的投量按低濃度和高濃度兩種情況進行考察,分別為0.54mg/L和2.16mg/L(以Al計),實驗結果見圖2-54,圖中的結果沒有扣除水樣本身含有的鋁量。結果表明,絮凝劑無論是在高投加量下,還是在低投加量下,都是隨著B值的升高殘留含量降低,PASC較PAC具有較低的殘留鋁量。隨著Al/Si摩爾比降低,PASC的殘留鋁量下降。

圖2-54 B值對PAC和PASC殘留鋁含量的影響
在相同B值及Al/Si摩爾比情況下,PASC(共)的殘留鋁量低于PASC(復)的殘留鋁量。出現上述結果的原因為:在低B值下,絮凝劑中Ala形態占優,由于Ala的構成是單體鋁離子或鋁的二聚體,混凝效果較差,使得較多的鋁殘留在溶液中;隨著B值的升高,Alb含量逐漸成為優勢形態,且Alc的含量也有所增加,大多鋁鹽的水解聚合物作用于高嶺土形成絮體下沉,這一方面提高了混凝效果,另一方面降低了水體中的殘留鋁量。在PASC中,一方面由于聚硅酸與鋁的水解產物作用生成了更大的聚集體,使Ala的含量減少,Alc的含量增加,發揮良好的吸附架橋作用,具有良好的混凝效果;另一方面,沒有與鋁水解產物作用的聚硅酸大分子也可吸附水體中的鋁水解凝膠物,結果使水體中的殘留鋁含量下降。顯然,Al/Si摩爾比越低,水中的殘留鋁含量也就越低。PASC(共)與PASC(復)相比,前者由于聚硅酸參與鋁水解聚合的全過程,生成較多的鋁硅聚合物,并且具有較大的聚集體,混凝效果好,所以殘留鋁含量較后者低。
(3)pH值對殘留鋁含量的影響
混凝劑投量為0.54mg/L,實驗結果見表2-9和表2-10。結果表明,無論是在低pH值下,還是在高pH值下,PASC的殘留鋁量均低于PAC的殘留鋁量,在相同pH值下,B值越低,水體中的殘留鋁含量就越高。Al/Si摩爾比低的PASC樣品殘留鋁量也低,PASC(共)混凝劑的殘留鋁量低于PASC(復)混凝劑的殘留鋁量。在實驗的pH值范圍內(pH=6.13~8.52),殘留鋁含量隨著pH值的升高而升高。據文獻報道[92]:當pH<6時,鋁鹽在水體中的殘留量隨著pH值的升高而降低;在pH=6~7范圍內,由于鋁鹽水解生成大量的Al(OH)3無定形沉淀易于下沉,使得水體中鋁的殘留量下降至最低點;當pH>7后,由于生成較多的溶解形態,結果使得鋁的殘留量隨著pH值的升高而增加。本章的研究結果和文獻報道的情況是相符的。
表2-9 pH值對B=2.0的PAC和PASC殘留鋁含量的影響

表2-10 pH值對PAC和Al/Si=10的PASC殘留鋁含量的影響

2.8.4 聚硅氯化鋁絮凝處理地表水的效果
(1)PASC處理黃河水的效果
在水資源日益缺乏的北方,黃河沿岸的很多城市和一些遠離黃河的城市(如青島等)都建設了以黃河為水源的水廠。在水廠內,黃河水經過自然沉砂、混凝沉淀和消毒處理后作為民用自來水或工業用水使用。黃河水的最大特點是泥沙含量高,屬于高濁度水。以黃河濟南段為例,夏季豐水期其泥沙含量高達每立方米幾十千克,冬春枯水期泥沙含量為每立方米幾千克。
黃河是濟南市重要的工業用水和居民飲用水水源地之一,本節以濟南段黃河水為代表,研究了PASC處理高濁度水的效果。黃河水樣水質情況如下:pH8.22,水溫20℃,SS 5846mg/L,濁度528NTU,總硬度(以CaCO3計)247.10mg/L,高錳酸鉀指數為3.21mg/L。
首先考察了B=2.0的PASC與PAC處理黃河水的混凝效果,結果見圖2-55。結果表明:除了Al/Si=5.0的PASC(復)外,所有PASC產品的凈水效果都優于PAC,并且是Al/Si摩爾比越小,混凝效果就越好;PASC(共)與PASC(復)相比,在相同Al/Si摩爾比情況下,PASC(共)的混凝效果優于PASC(復)的混凝效果,但隨著Al/Si摩爾比增大,二者間的差別變小。這說明了含有適量聚硅酸的PASC是處理高濁度水的良好凈化劑。

圖2-55 PASC與PAC混凝處理黃河水效果比較
以B=2.0的PAC和B=2.0,Al/Si=10的PASC(共)為代表,研究了在藥劑投量為1.62mg/L條件下實驗溫度對混凝效果的影響情況,結果見圖2-56。實驗結果表明:在實驗溫度范圍內(5~40℃),PASC(共)較PAC具有更好的凈水效果,特別是在低溫下二者的差別更加明顯。這說明了PASC的凈水效果受溫度的影響較小,在低溫下仍能達到良好的凈水效果。

圖2-56 溫度對PAC和PASC混凝處理黃河水的影響
(2)處理濟南臥虎山水庫水的效果
位于濟南市南部的臥虎山水庫水和錦秀川水庫水是濟南市的備用水源水。本節以臥虎山水庫水為代表,研究了PASC處理水庫水的混凝效果。水樣水質情況如下:pH8.24,SS14.5mg/L,濁度24.0NTU,色度18.5度,總硬度(以CaCO3計)11.89mg/L,高錳酸鉀指數為2.91mg/L,水溫為12.1℃。PASC和PAC混凝處理臥虎山水庫水的除濁和脫色效果見圖2-57和圖2-58。

圖2-57 PASC和PAC混凝處理濟南臥虎山水庫水的除濁效果

圖2-58 PASC和PAC混凝處理濟南臥虎山水庫水的脫色效果
結果表明:PASC較PAC具有更好的除濁和脫色效果;對PASC(共)而言,Al/Si摩爾比越小,其除濁和脫色效果就越好,但對PASC(復)而言,Al/Si=10的產品其除濁和脫色效果最好,Al/Si=15的產品次之,Al/Si=5.0的產品最差。這說明了在制備PASC(復)產品時,不要盲目地追求高的聚硅酸含量,否則制備出的產品既達不到良好的混凝效果,產品的穩定性又差,并且還將增加產品的原料成本。
為了進一步考察PASC處理高色度水的效果,在所取的臥虎山水庫水中人為地加入15mg/L的美國腐植酸,加入腐植酸后的水質變化為:pH7.55,濁度30.0NTU,色度210度。混凝除濁和脫色效果見圖2-59和圖2-60。比較圖2-57~圖2-60的實驗結果發現,加入腐植酸后,水處理的難度加大,需要加入較多的絮凝劑才能取得較好的除濁和脫色效果,除了Al/Si=5.0的PASC(復)的混凝效果較差外,其他各產品的除濁和脫色效能順序并沒有發生變化。這意味著含有適量聚硅酸的PASC,無論是處理高色度水還是處理低色度水,其混凝效果都好于PAC,PASC混凝效果提高的程度則取決于制備工藝和產品中的Al/Si摩爾比。

圖2-59 PASC和PAC混凝處理含有腐植酸的臥虎山水庫水的除濁效果

圖2-60 PASC和PAC混凝處理含有腐植酸的臥虎山水庫水的脫色效果
(3)處理深圳水庫水的效果
所用藥劑為深圳清源凈水器材有限公司生產的液體PAC,和以此液體PAC、鹽酸和水玻璃為原料采用復合法制備的PASC(復)產品。液體PAC的有效濃度為10.1%(以Al2O3計),B值為85.4%。制備出的PASC(復)產品其Al/Si=10,Al2O3含量為8.4%,B值為84.5%。實驗水樣為深圳水庫水。混凝實驗條件為:取1000mL水樣,在攪拌下加入藥劑,然后于700r/min轉速下攪拌10s,200r/min轉速下攪拌3min,80r/min轉速下攪拌5min,40r/min轉速下攪拌10min,靜置沉降一定時間,取上清液測定水質。
首先,研究了在不同投藥量情況下的凈水效果,結果見表2-11。結果表明,對于原水濁度比較低的深圳水庫水,PASC(復)的混凝除濁效果明顯優于PAC,處理后水濁度達1NTU時PASC(復)的等效投藥量遠低于PAC的等效投藥量。
表2-11 PASC(復)和PAC的投藥量對深圳水庫水混凝除濁效果的影響①

①原水濁度為5.85NTU,pH6.72,藻類總數為145萬個/L,水溫22℃,混凝處理后靜置15min。
在相同投藥量(以Al計,對水樣1為1.0mg/L,對水樣2為1.5mg/L)情況下,凈化后水剩余濁度與沉降時間的關系,結果見表2-12。結果表明,無論原水藻類含量的高低,在實驗的沉降時間內(0~30min),PASC(復)較PAC具有更好的混凝除濁效果。
表2-12 在相同投藥量情況下凈化水剩余濁度與沉降時間的關系①

①水樣1的原水濁度為6.4NTU,pH6.70,水溫26℃,藻類總數為45×104個/L。水樣2的原水濁度為6.6NTU,pH6.90,水溫24℃,藻類總數為225×104個/L。
在實驗水樣的濁度為6.6NTU、pH6.90、水溫24℃和藻類總數為225萬個/L的水質條件下,混凝處理后沉降時間為30min,混凝除藻效果見表2-13。結果表明,PASC(復)較PAC具有更好的混凝除藻效果,且隨著投藥量的增加,二者間除藻率的差別也增大。在投藥量為1.0mg/L條件下,PASC(復)的除藻率較PAC提高了5.3個百分點,而當投藥量增大到1.5mg/L時,PASC(復)的除藻率則較PAC提高了6.1個百分點。
表2-13 PASC(復)和PAC的混凝除藻效果比較

綜合以上除濁和除藻效果,表明了PASC在處理南方濁度低、藻類含量比較高的水源水方面,較目前廣泛使用的PAC具有更好的混凝效果。其主要原因認為是在PASC中復配了適量聚硅酸后,由于生成了相對分子質量更大的聚合物,提高了產品的吸附架橋能力,使膠體物質更容易凝聚在一起,最終提高了混凝效果。
2.8.5 聚硅氯化鋁絮凝處理實際廢水的效果
(1)處理煉油廠含油廢水的效果
水樣取自濟南煉油廠廢水處理車間的隔油池出水,水樣水質如下:pH8.26~8.50,油245.9~308.4mg/L,COD715.6~1160mg/L,BOD5171.3~174.3mg/L,SS259.0~278.0mg/L。
以Al/Si=10的PASC(共)絮凝劑樣品為代表進行實驗,實驗時,標準油儲備液、標準油使用液的制備方法以及含油量測定方法均見文獻[93],測定波長為225nm。B值對PASC除油效果的影響情況見圖2-61。從圖中的結果看出,B值對PASC(共)的除油效果影響較大,隨著B值的升高,除油效果增大,原因為隨著B值的升高,Alb及Alc含量增加,電中和能力和吸附架橋能力增加,所以除油效果提高。另外,從圖還可看出,絮凝劑的投量對除油效果影響較大,在絮凝劑投量低于2.0mg/L條件下,PASC(共)的除油效果隨投藥量的增大而迅速提高;絮凝劑投量在2.0mg/L左右時,即可獲得較高的除油率,投藥量再繼續增加,除油效果升高幅度不大。對于B值分別為1.0、1.5和2.0的PASC(共)絮凝劑,當達到最佳除油效果時,其除油率分別高達90%、92%和94%左右。PASC(共)之所以具有良好的除油效果,這與它本身的特性有關,即它同時具有較強的電中和能力與吸附架橋能力,因而對帶負電荷的油污[94]具有良好的去除效果。

圖2-61 B值對PASC(共)除油效果的影響
B=2.0時,Al/Si摩爾比對PASC(共)除油效果的影響情況見圖2-62。由圖可見,Al/Si摩爾比對PASC(共)除油效果有一定的影響。比較而言,當Al/Si=10時,PASC(共)混凝除油效果最好,Al/Si=15時效果次之,Al/Si=5.0時效果最差。絮凝劑投量增加,除油效果提高。圖2-62的結果說明了,在研制PASC(共)絮凝劑時,應兼顧它的電中和能力和吸附架橋能力,以便針對不同的處理對象,選擇適當的Al/Si摩爾比,以達到最佳混凝效果。

圖2-62 Al/Si摩爾比對PASC(共)除油效果的影響
以B=2.0的PAC及B=2.0,Al/Si=10的PASC(共)為代表進行對比實驗,pH值對混凝除油效果的影響見圖2-63。結果表明,PAC適用的最佳除油pH值范圍為6.0~8.5,PASC(共)適用的最佳除油pH值范圍較寬,為5.0~9.0,這說明了聚硅酸的存在拓寬了除油適用的pH值范圍,這給實際工業廢水的處理帶來了諸多方便之處。

圖2-63 pH值對B=2.0的PAC和B=2.0,Al/Si=10的PASC(共)除油效果影響
PASC去除COD的效果見表2-14,結果表明,隨著B值的升高,混凝去除COD的效果提高,PASC(共)較PAC具有更好的COD去除效果。
表2-14 PAC與Al/Si=10的PASC(共)去除COD的效果比較

(2)PASC處理油田含油污水的效果
在油田二次采油過程中,采出的原油含有大量的水分,含水率高達70%~90%,含水原油需經脫水后送到煉油廠進行煉制加工,脫出的水稱為油田含油污水。油田含油污水含有大量的油污和SS等,若直接排放,則造成環境污染。目前,各油田基本上都是對油田含油污水進行凈化處理達到油田要求的注水標準后再回注到地下,以增加地壓,提高采油率。這一方面可消除油田含油污水未經處理直接排放對環境造成的污染;另一方面可做到水資源的綜合再利用,節約大量水資源。就凈化手段而言,主要是投加混凝劑進行混凝處理。本節以勝利油田勝采坨四污水站的含油污水為對象,研究比較了PASC與PAC的混凝處理效果。所用PAC為市售固體產品,Al2O3含量為29.5%,B值為80.8%。使用時先把固體PAC配制成Al2O3含量為10.1%的油田產品,然后稀釋50倍后進行投加。PASC產品是以上述的液體PAC、鹽酸和水玻璃為原料,采用復合工藝制備而成,制備出的PASC(復)產品其Al/Si=10,Al2O3含量為8.4%,使用時也是稀釋50倍后進行投加。
勝利油田勝采坨四污水站的含油污水主要水質如下:SS 65.3mg/L,含油量320.4mg/L,pH7.43,濁度237.2NTU,水溫54℃。就含油量這一指標而言,要求經混凝處理后含油量在30.0mg/L以下時才能滿足油田回注水的要求。PASC(復)和PAC的投量以液體產品計,在不同投藥量下的混凝除油效果見圖2-64。結果表明,PASC(復)的混凝除油效果優于PAC的效果,當處理后的油田含油污水的含油量降至30.0mg/L時,所需要的PASC(復)的投藥量為29.0mg/L,而PAC的投藥量則需要增加到35.0mg/L。實驗中還發現,在混凝過程中,PASC(復)較PAC絮體形成的速度快,礬花大,處理后的水清亮。PASC(復)較PAC之所以具有良好的除油效果,原因在于PASC(復)比PAC具有較大的分子量,對油污具有更強的吸附架橋能力,使油污易于凝聚在一起從水中分離出來。

圖2-64 PASC(復)和PAC的混凝除油效果比較