當聚丙烯酰胺過(guò)量使用時(shí),會(huì )導致泥結塊,原因主要有以下幾點(diǎn):
一、絮凝作用過(guò)度增強
顆粒間連接緊密:聚丙烯酰胺的主要作用是通過(guò)吸附架橋和電中和作用使水中的懸浮顆粒凝聚成較大的絮團。當聚丙烯酰胺過(guò)量時(shí),其在顆粒表面的吸附量過(guò)多,使得顆粒之間的連接過(guò)于緊密。這些緊密連接的顆粒在沉淀過(guò)程中更容易相互結合,形成較大的塊狀物。例如,在污水處理過(guò)程中,如果聚丙烯酰胺投加過(guò)量,原本應該形成松散絮團的污泥會(huì )變成堅硬的塊狀物。
絮團穩定性增加:過(guò)量的聚丙烯酰胺會(huì )使絮團的穩定性大大增加。一方面,過(guò)多的絮凝劑分子在顆粒表面形成了較厚的吸附層,增強了顆粒之間的粘結力;另一方面,聚丙烯酰胺的高分子鏈在水中相互纏繞,進(jìn)一步加固了絮團的結構。這種高穩定性的絮團在沉淀和脫水過(guò)程中不易被破壞,容易形成結塊。例如,在污泥脫水過(guò)程中,過(guò)量的聚丙烯酰胺會(huì )使脫水后的污泥形成堅硬的塊狀,難以進(jìn)一步處理。
二、影響污泥脫水性能
水分分布不均:聚丙烯酰胺過(guò)量會(huì )導致污泥中的水分分布不均勻。在脫水過(guò)程中,由于絮凝劑的過(guò)度作用,水分被緊緊束縛在絮團內部,難以排出。而在絮團外部,水分含量相對較低,使得污泥表面迅速干燥,形成一層硬殼。這層硬殼阻礙了內部水分的進(jìn)一步排出,導致污泥內部水分含量過(guò)高,形成結塊。例如,在壓濾脫水過(guò)程中,過(guò)量的聚丙烯酰胺會(huì )使污泥在濾布上形成一層厚厚的、堅硬的濾餅,內部水分難以被擠出,從而形成結塊。
阻礙空氣流通:在污泥堆存過(guò)程中,過(guò)量的聚丙烯酰胺會(huì )使污泥的透氣性變差。由于絮團之間的連接過(guò)于緊密,空氣難以在污泥中流通,導致污泥內部的水分蒸發(fā)緩慢。同時(shí),缺乏空氣流通也會(huì )使污泥中的微生物代謝活動(dòng)受到抑制,進(jìn)一步減緩了水分的去除速度。隨著(zhù)時(shí)間的推移,污泥中的水分逐漸積累,導致泥結塊。例如,在污泥堆場(chǎng)中,過(guò)量使用聚丙烯酰胺的污泥會(huì )堆積成大塊,內部潮濕,難以自然干燥。
三、與其他物質(zhì)的相互作用
與金屬離子反應:在某些情況下,水中含有一定量的金屬離子,如鈣、鎂、鐵等。當聚丙烯酰胺過(guò)量時(shí),它會(huì )與這些金屬離子發(fā)生反應,生成不溶性的鹽類(lèi)物質(zhì)。這些鹽類(lèi)物質(zhì)會(huì )在污泥中沉淀,與污泥顆粒結合在一起,形成堅硬的結塊。例如,在含有高濃度鈣離子的水中,過(guò)量的聚丙烯酰胺會(huì )與鈣離子反應生成碳酸鈣沉淀,使污泥結塊。
與有機物相互作用:污泥中含有一定量的有機物,如油脂、蛋白質(zhì)等。當聚丙烯酰胺過(guò)量時(shí),它會(huì )與這些有機物發(fā)生相互作用,形成復雜的聚合物網(wǎng)絡(luò )。這種聚合物網(wǎng)絡(luò )會(huì )使污泥的粘性增加,更容易形成結塊。例如,在食品加工廢水處理過(guò)程中,過(guò)量的聚丙烯酰胺會(huì )與廢水中的油脂和蛋白質(zhì)結合,形成粘性較大的塊狀物。