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      絮凝劑

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      絮凝劑

      作者:管理員 來源: 日期:2014/6/5 16:56:35 人氣: 標簽:

      絮凝劑是能夠降低或消除水中分散微粒的沉淀穩定性和聚合穩定性,使分散微粒凝聚、絮凝成聚集體而除去的一類物質。絮凝劑在污水處理領域作為強化固液分離的手段,可用于強化污水的初次沉淀、浮選處理及活性污泥法之后的二次沉淀,還可用污水三級處理或深度處理。當用于剩余污泥脫水前的調理時,絮凝劑和助凝劑就變成了污泥調理劑或脫水劑,而用于乳化油的處理時又成為破乳劑。按照化學成分,絮凝劑可分為無機絮凝劑、有機絮凝別以及微生物絮凝劑三大類。

      1.無機絮凝劑

      無機絮凝劑包括鋁鹽、鐵鹽及其聚合物,具有原料易得,制備簡便、價格便宜、處理效果適中等特點,因而在水處理中應用較多。在工業廢水及污水處理中應用較多的是鋁、鐵和硅類的無機高分子絮凝劑,其中廣泛使用的為聚合氯化鋁PAC。

      聚合氯化鋁(PAC),又稱堿式氯化鋁。三氧化二鋁含量和堿化度是衡量聚合氯化鋁性能的兩個指標。三氧化二鋁含量10%的液體PAC,相對密度身1.2。由于聚合氯化鋁可以看做是A1C13逐步水解轉化為ai(oh)3過程中的中間產物,也就是其中C1-逐步被羥基0H_取代的各種產物。聚合氯化鋁的某種形態中羥基化程度就是堿化度,堿化度是聚合氯化鋁中羥基當量與鋁的當量之比。聚合氯化鋁的聚合度、電荷量、混凝效果、成品的pH值、使用時的稀釋率和儲存的穩定性等都與堿化度有密切關系。常用聚合氯化鋁的堿化度多為50%~80%,堿化度越高的聚合氯化鋁吸附架橋能力越好,但因接近[Al(OH)3]„而易產生沉淀,因此穩定性也較差。

      絮凝劑的選擇主要取決于水中膠體和懸浮物的性質及濃度,如果水中污染物顆粒細小,主要呈膠體狀態,則應首選鐵鹽絮凝劑。普通鐵鹽、鋁鹽的投加范圍是10~100mg/L,聚合鹽為普通鹽投加量的1/2~1/3。當使用多種絮凝劑時,需要通過試驗確定佳投加順序。

      水中的H+和OH-參與絮凝劑的水解反應,因此,pH值強烈影響絮凝劑的水解速度、水解產物的存在形態和性能。水的堿度對pH值有緩沖作用,當堿度不夠時,應添加石灰等藥劑予以補充。當水的pH值偏高時,則需要加酸調整pH值到中性。

      絮凝劑的水解多是吸熱反應,水溫較低時,水解速度慢且不完全,而且水的粘度大不利于混凝絮體的相互粘合。此時即使增加絮凝劑的投加量,絮體的形成還是很緩慢,而且結構松散、顆粒細小。

      水中雜質顆粒大小參差不齊對混凝有利,細小而均勻會導致混凝效果很差。水中雜質顆粒含有大量有機物時,混凝效果會變差,需要增加投藥量或投加氧化劑等起助凝作用的藥劑。水中的鈣鎂離子、硫化物、磷化物一般對混凝有利,而某些陰離子、表面活性物質對混凝有不利影響。

      2.有機高分子絮凝劑

      污水處理中使用的有機髙分子絮凝劑都是水溶性的線型高分子物質,每個大分子由許多包含帶電基團的重復單元組成,因而也稱為聚電解質。包含帶正電基團的為陽離子型聚電解質,包含帶負電基團的為陰離子型聚電解質,既包含帶正電基團又包含帶負電基團,稱之為非離子型聚電解質。我國目前生產的人工合成有機高分子絮凝劑中80%是聚丙烯酰胺類產品。從相對分子質量(簡稱為分子量)大小可以分為低分子聚丙烯酰胺(分子量在100萬以下);中分子聚丙烯酰胺(分子量在100萬至1000萬);高分子聚丙烯酰胺(分子量在1000萬至1500萬);超高分子聚丙烯酰胺(分子量在1700萬以上)。

      固體有機高分子絮凝劑容易吸水潮解成塊,必須使用防水包裝,保存地點也必須干燥,避免露天存放。有機高分子絮凝劑固體產品或高濃度液體產品在使用之前必須配制成水溶液再投加待處理水中。配制水溶液的溶藥池必須安裝機械攪拌設備,溶藥連續攪拌時間要控制在30min以上。水溶液的濃度一般為0.1%左右,再高,溶液的粘度增大,投加困難,再低,需要的溶液池體積又會過大。溶藥使用的水中應盡量避免含有大量的懸浮物,以避免有機高分子絮凝劑與這些懸浮物進行絮凝反應形成帆花,影響投加后的使用效果。

      對固體有機高分子絮凝劑進行溶解時,固體顆粒的投加點一定要在水流紊動強烈的地方,同時一定要以小投加量向溶藥池中緩慢投人,使固體顆粒分散進入水中,以防固體投加量太快在水中分散不及而相互粘結形成團塊,團塊的結構是內部有固體顆粒、外部包圍部分水解物,這樣的團塊一旦形成,往往要花費很長時間才能再均勻地溶入水中,在連續溶藥池中甚至可以存在長達數天。

      固體顆粒的投加點一定要遠離機械攪拌器的攪拌軸,因為攪拌軸通常是溶藥池中水流紊動性差的地方,溶解不充分的有機高分子絮凝劑經常會附著在軸上,日益積累,有時可以形成相當大的粘團,如果不及時認真地予以清理,粘團會越變越大,影響范圍也就越來越大。

      3.絮凝劑種類和投加量的確定

      使用混凝法處理任何污水,都存在佳絮凝劑和佳投藥量。由于影響因素較多,一般通過混凝燒杯攪拌試驗來取得相應數據。試驗包括快速攪拌、慢速攪拌和靜止沉降三個步驟:投人的絮凝劑經過快速攪拌迅速分散并與水樣中的膠粒相接觸,膠粒開始凝聚并產生微絮體;通過慢速攪拌,微絮體進一步互相接觸長成較大的顆粒;停止攪拌后,形成的膠粒聚集體依靠重力自然沉降至燒杯底部。通過對混凝效果的綜合評價,如絮凝體沉降性、上清液濁度、COD&、色度、PH值等,確定合適的絮凝劑品種及其佳用量。試驗時要做到所用原水與實際水質完全相同,絮凝劑的種類、投加量、投加順序和水力條件(主要是GT值)必須相同或接近。

      試驗多用六聯攪拌機,轉軸的旋轉速度和旋轉時間可以預先設定,能自動工作。一般試驗按快速攪動2min,n= [#]00r/min; 慢速攪動3min,n= [#]0r/mino試驗時在6個lOOOmL大燒杯中加入1L原水后,分別放在六個轉軸的正下方,將轉軸下移到底;再在連接在一水平轉軸上的6個小玻璃燒杯內,依次加人不同數量的藥液,轉動水平軸,則小管內的藥液同時倒人相應的原水中。然后啟動攪拌器使其自動工作。攪動自動停止后,將葉片從燒杯中緩慢拉起,靜置20min,用移液管自水面下約10cm處,吸取水樣25mL,用濁度計測量上清液的濁度。以投藥量為橫坐標,上清液的剩余濁度為縱坐標,繪制成曲線將不同絮凝劑的效果進行對比,根據除濁效果和綜合技術經濟多方面因素,選擇確定處理這種污水的絮凝劑。

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