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阴离子聚丙烯酰胺应用于废弃桩基泥浆的处理

阴离子聚丙烯酰胺应用于废弃桩基泥浆的处理

      城市建设中桩基工程、隧道挖掘等施工作业通常会产生大量的废弃泥浆(文中以泥浆简称),这些泥浆中通常包括废弃钻孔(井)浆液、泥沙及部分表层土等。泥浆通常具有一定的流动性。承载力弱,无法直接填埋,长期堆放占用大量土地,也常因其处理不当而造成河道淤塞,给环境造成了较大压力。
    实现泥浆的资源化再利用,脱水减量化是废弃桩基泥浆处理的关键环节。将泥浆减量化处理,强化泥水分离过程,使其体积减小,承载力增加,这对于运输、储存及后期综合利用有重要意义。
    聚丙烯酰胺(PAM)因其优异的特性,近年来在污泥调质脱水领域得到广泛应用。而阴离子聚丙烯酰胺(APAM)具有较高的分子量,相对较低的价格,对大规模工程应用较为有利。
   废弃桩基泥浆是由带负电荷的、微米级别的硅铝酸盐类矿物微粒形成的高度分散混合悬浮体系。
阴离子聚丙烯酰胺APAM在泥浆处理中的应用
    泥浆浓度对阴离子聚丙烯酰胺APAM絮凝效果的影响
    泥浆浓度不仅影响到泥浆分散体系的易脱稳性,同时对后继絮凝操作过程有直接影响,选定合适的泥浆浓度具有必要性。
泥浆浓度对絮凝剂较少投加用量(值)影响明显,泥浆浓度愈高,絮凝分离单位质量的泥浆微粒所需的APAM量愈大。这是由于微粒总有效表面积随浓度提升明显.影响到了高分子链对微粒表面的氢键结合及架桥絮凝。
阴离子聚丙烯酰胺APAM投加量对泥浆絮凝效果的影响
    随着絮凝剂用量的加大,粘土微粒会同时附着在多个分子链上,产生空间位阻作用,压实层密度变小.压实层体积增大。
聚合氯化铝PAC与阴离子聚丙烯酰胺APAM复合使用对絮凝效果的影响
在阴离子聚丙烯酰胺APAM投加量不变的情况下,随着聚合氯化铝PAC的投加量的增加,上清液浊度明显降低,这是由于粘土类微粒能吸附聚合氯化铝PAC在水溶液中产生的Al3+化合物和多种多核羟基络离子。被吸附的带正电的多核羟基络离子对微粒的双电层有压缩作用,降低了Zeta电位,促进了微粒的聚集作用,从而提升了上清液的澄清度,同时微粒问斥力的减弱也在一定程度上减小了絮团的体积。
泥浆pH值对絮凝效果的影响
    由于高分子有机物絮凝分离的机理除大分子链的捕获外亦受微粒表面的Zeta电位的影响,考虑到粘土表面所带电荷的性质通常与溶液pH值有关。通过调整pH值以获得相应的效果在实际应用中具有一定的意义。
    絮凝剂用量随着pH值下降而略有提升,而pH值增高时呈相反状态。原因是在低pH值下,微粒表面负电荷相对较少, 同时阴离子聚丙烯酰胺APAM的解离也受到影响,与微粒表面多呈点接触链序状吸附,桥连作用不强,生成的絮体相对较小,絮凝剂用量稍稍增加;pH值升高.粘土颗粒表面负电荷增加.同时阴离子聚丙烯酰胺APAM的解离加强,分子链上-COO-基团间静电排斥力加强,阴离子聚丙烯酰胺APAM分子链更为舒展.更易架桥絮凝,但同时微粒与阴离子聚丙烯酰胺APAM斥力也相对加强,易生成较大絮团。
不同分子量阴离子聚丙烯酰胺APAM絮凝效果对比
    絮凝剂较少投加用量、上清液浊度并不与分子量呈较好的相关性,但絮团尺寸、压实层体积与分子量呈较好的正相关性,随着分子量的提升,絮团尺寸增大,压实层体积增大,并较终通体形成海绵状,这是因为长分子链同时吸附多个微粒,产生桥联作用,形成较大絮团,但因此过程一般并不改变微粒表面的电性质,微粒之间仍因电性存在较大斥力,致使形成的絮团大而蓬松,分子链愈长,效果愈明显。

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