渤海油田某终端处理厂的采出水经污水治理后悬浮物、COD指标达不到回注要求，无法进行回注。合成3种高分子絮凝剂，在不同浓度下对该污水进行处理，并与市售同类产品进行对比。实验结果表明，CPAM的离子度对絮凝效果有较大影响，且高离子度的CPAM与PAC复配使用时对污水治理效果更佳。

按照设计，污水站的水处理工艺流程为调节池→澄清沉降池→双滤料过滤器→酸化水解池→MBR池→活性炭过滤器。工艺中投加复合絮凝剂PAC+CPAM进行絮凝处理。实际运行发现该污水站存在以下问题：

（1）处理出水中悬浮物和COD脱除率低，水质达标率在90%左右；

（2）絮凝效果差，产生许多碎的小絮体，絮团沉降速度慢，水质不澄清；

（3）由于产生絮体较小，絮团残留在过滤膜上，导致装置反洗频繁，增加操作成本，降低工作效率。

有鉴于此，我们对原工艺中使用的高分子阳离子絮凝剂进行优化。通过实验合成了3种不同阳离子度的高分子絮凝剂，考察了它们的处理效果，并采用优化后的CPAM代替市售CPAM，处理效果达到了设计要求。

1注水技术要求及污水站现有处理效果

污水站现有出水水质及技术要求见表 1。

2实验部分

1试剂与仪器

采用分散聚合法制备了离子度分别为82%、54%、26%的聚丙烯酰胺（CPAM，相对分子质量600万~800万）。

PAC，郑州永坤环保科技有限公司。

市售阳离子聚丙烯酰胺（离子度35%，相对分子质量为600万~800万）。

CARY50BIO紫外分光光度计，美国瓦里安公司；全玻璃微孔滤膜过滤器，上海方眭仪器有限公司；CN-CA滤膜（孔径0.45 μm），上海兴亚净化器材厂。

2实验用水

实验用水为污水站来水经生化处理出水，放置1 d进行实验，其水质情况为：悬浮物95 mg/L、油1.5 mg/L、pH 8.3、COD 135 mg/L。

3絮凝剂评价方法

取250 mL实验水样，分别加入56 mg/L PAC和不同浓度CPAM进行絮凝实验。搅拌3 min后静置沉降5 min，观察实验现象。按SY/T 0530—1993《油田污水中含油量测定方法分光光度法》测定含油量。按GB 11901—1989测定悬浮物。取絮凝后的上清液，于600 nm波长处测定吸光度，计算透光率。

3絮凝效果与分析

1絮团状态

针对水质特点，PAC用量取56 mg/L，考察自制的不同离子度CPAM的絮凝性能，并与市售CPAM对比，结果见表 2。

由表 2可见，随着CPAM投加量的增大，产生的絮体变大、水质变清，但不同离子度的CPAM絮凝效果不同。CPAM投加量相同时，随着离子度的增大，产生的絮体变大，更易沉降，水质更清。与市售CPAM相比，投加量相同的情况下，自制的高阳离子度CPAM产生的絮体多，沉降速度快、水清，产生的絮团优于中、低离子度CPAM，也优于市售CPAM。

2对悬浮物的去除效果

不同离子度的自制CPAM及市售CPAM对SS的去除效果如图 2所示。

由图 2可以看出，随着自制CPAM投加量的增大，水中的SS先减少后增加，原因主要是CPAM投加量较大时产生的絮体越多，且CPAM投加量过大会产生许多碎的小絮体并影响处理效果。CPAM在合理的投加范围内会降低水中的SS。投加量相同时，与中、低离子度的CPAM相比，高离子度CPAM处理后水样中的SS****。高离子度CPAM在较低的投加量下可使水中的SS降到30 mg/L以下，优于市售CPAM。

综上可知，高离子度CPAM对SS的去除效果优于中、低离子度CPAM及市售CPAM。

3对油的去除效果

不同离子度的自制CPAM及市售CPAM对油的去除效果见图 3。

从图 3可以看出，随着CPAM投加量的增加，水中含油量逐渐降低。其中，中、高离子度的CPAM比低离子度的CPAM有更高的除油率。与市售CPAM相比，同等质量浓度下，中、高离子度的CPAM对污水的除油效果更好。

4透光率分析

加入不同离子度的自制CPAM及市售CPAM，水样透光率如图 4所示。

由图 4可见，除高离子度CPAM外，随着投加量的增加，CPAM处理后溶液的透光率上升；高离子度CPAM处理后，溶液的透光率先上升后下降，在15 mg/L左右达到****值。原因可能是CPAM质量浓度较高时，溶液产生许多小絮体，引起溶液透光率下降，因此高离子度CPAM的****投加质量浓度为10~25 mg/L。在****投加范围区间，相同投加量下加入高离子度CPAM的水样透光率明显高于中、低离子度CPAM及市售CPAM的透光率。

综合考虑絮团状态、悬浮物去除能力、除油能力及透光率，实验合成的高离子度CPAM的絮凝****，明显优于市售CPAM。

5实际应用效果

采用自制高离子度CPAM，污水站的实际运行处理效果见表 3。

4成本分析

考虑人工成本、设备及折旧成本、动力成本、原料成本等，合成的高离子度絮凝剂成本为1.1万元/t。市售CPAM为1.4万元/t，因此合成的高离子度CPAM有一定的价格优势。此外，合成的高离子度CPAM性能优于市售CPAM，可在满足水质达标的前提下，降低加药量，进一步降低污水吨处理费用，提高市场竞争力。

5结论

自制阳离子型CPAM与PAC复配使用处理该污水时具有良好的协同作用。在实验考察的质量浓度范围内，CPAM的离子度对污水治理的絮凝效果有较大影响。实际运行监测数据表明，与市售CPAM相比，自制高离子度CPAM更适于该污水治理体系，出水水质达标且具有长周期稳定性。高离子度CPAM相比市售CPAM也有一定价格优势。

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