摘要：拌合站沉淀池隧道无法有效沉淀污水中的细固体颗粒，属于富含钙离子的强碱性污水。在实验中，使用细粒度高岭土模拟污水，并使用阴离子型聚丙烯酰胺絮凝污水。在聚丙烯酰胺，水中的钙离子被用作反离子，以降低固体颗粒的电势，从而减少颗粒之间的静电斥力，提高架桥吸附的效果。研究了分子量、投加量、搅拌速度、搅拌时间和pH对絮凝效果的影响。根据实验得出的最佳絮凝参数，对现场污水进行了试验，絮凝处理效果理想。

关键词：拌合站污水;快速处理

引言：

隧道施工期间所排出的污染物不得直接排出，否则将对周边环境形成很大的影响。特别是在公路基础施工进行之前，由于排水系统还不健全，许多搅拌站所排出的污泥都只能进行自然沉降，经由简易的三级沉淀池直接进入地层。在通常情况下，施工现场设有的三级沉淀池都无法高效处置污泥。但因为现场空间受限，且沉淀罐的体积小，因此污泥在沉淀池中的停留时间极短。除了大粒径以外，小粒径固体无法从流动污泥中快速自动沉降。所以，有必要对混凝土的污水处理进行深入研究。本次试验处理的污染物为广西岩溶地区隧洞工程建设阶段向入口处混凝土搅拌站沉淀池出口排泄的污染物。

一、拌合站污水水质分析

拌合站的主要污泥来源，是以下三种污泥的混合物另外：一种是由清洗水泥骨料时产生的污泥;二是清理混凝土装置产生的污泥，其中包括大量混凝土水化反应物质、石粉、混凝土外加剂等;三是清理相关的运输车辆和场所（主要是混凝土搅拌车）所产生的污泥。拌合站污泥中的污染物浓度波动较大，这与天气变化以及搅拌车的生产情况密切相关。特别是下雨时，雨水和污泥的混合导致污水中污染物浓度被迅速稀释。

岩溶区域的地下水系统发育，地区居民以地下水和河水作为日常生活用水。按照GB3838-88规定属于乌海水体，在GB3838-1996执行了二类工业废水的一级污染标准。而针对搅拌厂污水中污染物的来源，初步推断可能超标的主要指标是固体悬浮液（SS）、pH、化学需氧量（COD）和氨氮NH3，用于SS检测大米、GB11901-89、便携式pH计用于pH，广东环凯微生物科技有限公司生产的水质快速检测试剂用于NH3-N和COD，测量值与标准浓度之差不超过10%。搅拌站污水为强碱性污水，含有大量无机悬浮物。因此，SS和pH是搅拌站污水处理的目标。

二、实验

1.实验原理

拌合站号污泥中具有大量的水泥水化成分，其可溶性化合物中大部分为碳酸钙盐类。Ca（0h）2也是拌制站污泥中显碱性的重要因素。高岭土在PH>7的水溶液环境中的电位变化一般都是负，即pH值越大，阴电位变化越高。这样，在污水中以反离子的形态产生C零等金属阴离子时，可压缩无机粒子的双电层厚度，从而减小了无机粒子的绝对电势，进而减小了无机粒子在水中的稳定性。绝对电势值的下降，减少了桥相连吸附的微粒间的静电斥力。这将有助于凝聚和扩大絮凝体，提高PAM的絮凝效果。同时，随着pH数值的增加，Ca（0h）2在水中的浓度将增加，并促进絮体的沉淀。

2.设备和化学品

实验设备：0.1mg灵敏电子分析天平，0.01精密便携式pH计，电吹风恒温干燥箱，砂芯过滤设备，真空泵，称量瓶，混合纤维素滤膜60mm（CNCA滤膜），以及多种常规仪器。实验试剂：有效固浓度>百分之八十九的600万、800万、1000万、1200万和一千四百万分子量APAM、12500目细颗粒高岭土、分析纯NaOH、二十wt%盐酸溶液、分析纯CaCl2、EDTA、钙红、1+1三乙醇胺。

3.实验方法

从由高岭土与CaCl2配制的五百毫升模拟污水中添加实验设定的APAM剂量，并按照实验设计的时间与速率混匀，经搅拌后静置约五分钟，再取三百毫升细胞上清液测定SS残留，以观察快速絮凝处理效果。实验使用单因素平均法。在某些参数还未说明时，通常默认为：模拟水来源为施工现场的地下水，SS 2 800μL，搅拌速度为90转/分钟，搅拌时间为3分钟，pH=7.48（当地地下水pH）。

三、结果与讨论

1.PAM分子量和用量对絮凝效果的影响

APAM的分子量和投加量对搅拌站污水中SS的去除效果有重要影响。剂量不是越多越好。当用量过大时，会造成胶体保护和絮凝效果差。APAM以1mg/L的剂量开始实验，在SS的残留物显示出明显的规律后，剂量逐渐增加至停止。

2.Co浓度对APAM的影响

施工现场的自来水主要为地下水，水质比较纯净，Ca2+丰富。通过EDTA滴定法检测，测得的C零约为105mg/L。水中的Na神经氨酸酶＼Mg2+等阳离子也产生了相应的反离子效应，从而减少了电势。模拟污水中固体粒子的含量，在去离子水中加入了适量CaCL2和高岭土的SS浓度，为八百mg/L的模拟污水。研究结果表明，在去离子水中添加325mg/L时，用CaCl2配制的模拟污水，和用建筑施工现场地下水配制的模拟污水，絮凝效果相同。

3.搅拌时间和搅拌速度对絮凝效果的影响

如果搅动时间太短，则APAM分子就不能有效、均匀地散布到悬浊液中，必须充分接触和吸收足够大的漂浮粒子，从而产生大量的絮体。当搅动速率相应增加后，就可以减少APAM分子链中和固体粒子之间的相互碰撞次数，从而促进了APAM分子在水体中的散布，以便于更好地捕获漂浮粒子，从而增加了絮凝效果。不过，若实验搅动速率过快，将损伤已桥接的大絮体，并抑制较小絮体的凝聚，从而使可能已下沉或迅速下降的大絮体，破碎为无法下沉或难以在极短距离内迅速下沉的较小絮体。若实验搅拌时间5分钟，搅拌速度60-240转/分钟。

4.pH值对絮凝效果的影响

pH对絮凝处理有正面和负面影响：一方面，过高的pH会加速APAM分子的水解，导致分子链长度缩短，从而削弱吸附架桥效应。其次，pH浓度的增加会增加高岭土颗粒表面电位的绝对值，增加颗粒之间的静电斥力，削弱絮凝团的凝聚和膨胀。另一方面，pH的改良将增加UK的含量，提高絮凝效果。这两者的综合效应表现为污水中的SS残留物。

5.最佳参数的验证

根据实验结果得出的最佳单因素参数

对SS浓度为200、500、800、1100和1400mg/L的模拟污水进行絮凝处理试验，使用800万APAM，投加量为1、2mg/L，搅拌时间为3分钟搅拌速度180转/分钟，pH=8，搅拌并静置5分钟。

6.混凝土搅拌站污水处理尝试

将实验结果应用于现场污水的处理。pH值将污水调节到8，然后在晴天和雨天使用800万分子量的APAM处理污水，用量为2和0.6mg/l，混合速度为180转/分钟，混合时间为3分钟。在两种天气条件下对代表性污水进行了五组试验，以检验絮凝效果。

除第五组外，混凝土搅拌站在晴天排出的空气污染物，絮凝污泥中SS残留量低于10个mg/L，五组平均值为8.53mg/L，SS残留量稍高于河水和地下水，SS有效去除率超过了百分之九十八点九三。第五组的SS由于混合时间不足而达到了较高水平，但只有四十秒。

对雨天时由搅拌车排出的污泥，经絮凝处理后的污泥中SS细菌平均残留为7Mg/L，五组平均值则为6.75Mg/L。由于城市污水中SS细菌含量与河流相似，稍高于地下水，故SS的有效去除率高达百分之九十六点六二。拌合站号污泥的絮凝处理效果远比试验中所配置的高岭土悬浮液还要理想。原因是模拟污泥的固体颗粒粒径较小，而实际水泥搅拌站污泥中的固体颗粒粒径却很大，且Ca2+丰富。因此，在处理搅拌站污水时，单位APAM分子吸附的固体颗粒累积体积较大，架桥后形成的絮凝体较大，有利于固体颗粒的沉降。

结论：

根据本文上述实验内容可得结论为：

（1）800万分子数目APAM能够更好的处理SS浓度约为八百mg/L以上的空气污染物，投药量在1～5mg/L都有良好的处理效果，能有效减少因人为投药量误差所造成的环境危害。

（2）当使用800万APAM处置以无机悬浊液为主的污水之后，建议再采用2mg/L的最大投药量，处置SS含量约为500〜1400mg/L的污水;1mg/L的最大投药量处理，SS含量大约为500～800mg/L的城市污水;0.4～0.6mg/L的最大投药量处理SS含量约为200～500mg/L的城市污水。

（3）当采用八百万分子的数目APAM处理污水时，为节省时间，取三分钟内为宜;对SS浓度较高的污水建议选择180转/分钟搅拌速率效果最好，对较低的SS浓度污水则适当减小搅拌速率有利于絮凝团的凝结，九十转/分钟就是最好的选择;pH=8的时候效果最好，pH为七和七点五时效果也好，但pH值不能超过九，效果就会明显变差。

（4）采用Ca2+做助凝剂的APAM絮凝效果尤其显著，特别是C/+浓度超过一百一十七mg/L的，采用APAM处理拌合站污泥的效果尤其显著。

参考文献：

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