聚合氯化铝与聚丙烯酰胺复合絮凝剂在造纸废水处理中的应用
造纸废水成分复杂,含有大量纤维、木质素、胶体颗粒及溶解性有机物,若直接排放会严重污染水体。聚合氯化铝(PAC)与聚丙烯酰胺(PAM)组成的复合絮凝剂,凭借 “PAC破稳凝聚+PAM桥联絮凝” 的协同作用,能高效解决造纸废水的澄清难题,在预处理、中段水处理及污泥脱水环节均展现出优异性能。
1、复合絮凝的协同作用原理
PAC与PAM的复合应用,本质是通过 “无机絮凝剂初级凝聚+有机高分子絮凝剂深度絮凝” 的阶梯式反应,弥补单一絮凝剂的不足:PAC溶于水后会电离出Al³⁺,在水解作用下生成多核羟基铝离子(如 [Al₂(OH)₂]⁴⁺、[Al₁₃O₄(OH)₂₄]⁷⁺)。这些离子带正电荷,能快速中和造纸废水中带负电的胶体颗粒(如纤维碎屑、木质素胶体),打破胶体的电荷平衡(即“破稳”),促使胶体颗粒相互碰撞,形成微小、松散的 “微絮体”。但单一PAC成的微絮体颗粒小、沉降速度慢,且难以捕捉水中细小悬浮物,处理效率有限。
PAM是线性高分子聚合物,分子链上带有大量酰胺基(-CONH₂),兼具亲水性与吸附性。当PAC形成微絮体后,PAM的长分子链能像 “桥梁” 一样,一端吸附在某一微絮体表面,另一端吸附其他微絮体,通过 “桥联作用” 将分散的微絮体串联成体积大、密度高的 “大絮体”。同时,PAM还能通过 “卷扫作用” 包裹水中残留的细小颗粒,进一步提升絮凝效果,使絮体快速沉降,大幅缩短澄清时间。
2、在造纸废水处理各环节的应用工艺
造纸废水处理需分环节针对性处理,复合絮凝剂的投加方式、用量及工艺参数需结合废水特性调整,核心应用场景包括预处理、中段水处理及污泥脱水:
(1)预处理环节:去除悬浮物与纤维回收
(2)中段水处理:降解有机物与脱色
(3)污泥脱水环节:降低污泥含水率
3、复合絮凝剂应用及注意事项
PAC需用常温清水溶解(浓度5%-10%),避免结块;PAM需缓慢加入水中(浓度0.1%-0.3%),并持续搅拌(转速100-150r/min),防止“鱼眼”形成(未溶解的PAM颗粒会影响絮凝效果);PAM不可过量,否则会导致絮体分散(“再稳定” 现象),反而降低沉降效率;需通过小试确定不同废水的最佳投加量;后续分离设备(沉淀池、压滤机)需与絮体特性匹配,如气浮机适合处理轻质絮体,板框压滤机适合处理高密度絮体,避免设备选型不当导致处理效果下降。