A. 你好,在添加了絮凝劑的污水處理後,絮凝物想要再次利用,請問是用什麼方法可以去除絮凝劑或者破壞絮凝效
把絮凝物中絮凝劑出去分離是比較難的,因為絮凝劑和被絮凝劑是通過化學反應結合雜一起,很難分離的,如果分離必然破話絮凝效果,再說絮凝劑是很容易降解。過幾天就沒了!
B. 污水處理混凝劑或者絮凝劑配方
混凝劑種類 按無機和有機類可分成以下幾種:
1. 硫酸鋁
硫酸鋁含有不同數量的結晶水,Al2(SO4)3·18H2O,其中n=6、10、14、16,18和27,常用的是Al2(SO4)3·18H2O其分子量為666.41,比重1.61,外觀為白色,光澤結晶。 硫酸鋁易溶於水,水溶液呈酸性,室溫時溶解度大致是50%,pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90%以上。 硫酸鋁使用便利,混凝效果較好,不會給處理後的水質帶來不良影響。當水溫低時硫酸鋁水解困難,形成的絮體較鬆散。 硫酸鋁在我國使用最為普遍,大都使用塊狀或粒狀硫酸鋁。根據其中不溶於水的物質的含量,可分為精製和粗製兩種。硫酸鋁易溶於水,可乾式或濕式投加。濕式投加時一般採用10—20%的濃度(按商品固體重量計算)。硫酸鋁使用時水的有效pH值范圍較窄,約在5.5—8之間,其有效pH值隨原水的硬度含量而異:對於軟水,pH值在5.7—6.6;中等硬度的水為6.6—7.2;硬度較高的水則為7.2—7.8。在控制硫酸鋁劑量時應考慮上述特性。有時加入過量硫酸鋁,會使水的pH值降至鋁鹽混凝有效pH值以下,既浪費了葯劑,又使處理後的水發混。 粗製硫酸鋁中有效氧化鋁含量基本與精製相同,主要是不溶於水的物質含量高,廢渣較多,最好用熱水並拌以攪拌,才能完全溶解,因含有游離酸,酸度較高,腐蝕性強,溶解與投加設備應考慮防腐。
2. 聚合氯化鋁
聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑。六十年代, 日本在製造與應用方面做了大量工作,有逐步取代硫酸鋁的趨勢。我國在1973年曾在成都召開全國新型混凝劑技術經驗交流會,會上對聚合氯化鋁的產品質量提出了要求,其中要求含氧化鋁(Al2O8)10%以上,鹼化度為50—80%,不溶物1%以下等。 我國某些地區仍將聚合氯化鋁稱為鹼式氯化鋁[A1n(OH)mCl3n-m],這是由於對它的基本化學式的不同理解而造成的。聚合氯化鋁的化學式應表示為[Al2(OH)nC18-n]m,其中n可取1到5中間的任何整數,m為≤10的整數。這個化學式實際指m個A12(OH)nCl6-n(稱羥基氯化鋁)單體的聚合物。 聚合氯化鋁中OH-與Al的比值對混凝效果有很大關系,一般可用鹼化度B表示:,例如n=4時,鹼化度。一般要求B為40~60%。 聚合氯化鋁作為混凝劑處理水時,有下列優點: (1)對污染嚴重或低濁度、高濁度、高色度的原水都可達到好的混凝效果。 (2)水溫低時,仍可保持穩定的混凝效果,因此在我國北方地區更適用。 (3)礬花形成快;顆粒大而重,沉澱性能好,投葯量—般比硫酸鋁低。 (4)適宜的pH值范圍較寬,在5—9間,當過量投加時也不會像硫酸鋁那樣造成水渾濁的反效果。 (5)其鹼化度比其他鋁鹽、鐵鹽為高,因此葯液對設備的侵蝕作用小,且處理後水的pH值和鹼度下降較小。 聚合氯化鋁的混凝機理與硫酸鋁相同,硫酸鋁的混凝機理包括了開始的鋁離子,最後的氫氧化鋁膠體和其中間產物(各種形態的水解聚合物)的作用。對於水中負電荷不高的粘土膠體,最好利用正電荷較低而聚合度大的水解產物,而對於形成顏色的有機物,則以正電荷較高的水解產物發揮作用為宜。但硫酸鋁的化學反應甚為復雜,不可能根據不同水質人為地來控制水解聚合物的形態。至於聚合氯化鋁則可根據原水水質的特點來控制製造過程中的反應條件,從而製取所需要的最適宜的聚合物,當投入水中,水解後即可直接提供高價聚合離子,達到優異的混凝效果。 目前我國聚合氯化鋁應用中存在的問題主要是各地土法綜合利用製得的產品,因受原 料、工藝條件等限制、質量受到影響,而各地區又缺乏具有完善工藝的專門廠家。
3. 三氯化鐵
三氯化鐵(FeCl3·6H2O)是一種常用的混凝劑,是黑褐色的結晶體,有強烈吸水性,極易溶於水,其溶解度隨溫度上升而增加,形成的礬花,沉澱性能好,處理低溫水或低濁水效果比鋁鹽好。我國供應的三氯化鐵有無水物、結晶水物和液體。液體、晶體物或受潮的無水物腐蝕性極大,調制和加葯設備必須考慮用耐腐蝕器材(不銹鋼的泵軸運轉幾星期也即腐蝕,用鈦制泵軸有較好的耐腐性能)。三氯化鐵加入水後與天然水中鹼度起反應,形成氫氧化鐵膠體,其反應式為 以上反應式只是一個粗略的表示方法,實際上要復雜得多,當被處理水的鹼度低或其投加量較大時,在水中應先加適量的石灰。 水處理中配製的三氯化鐵溶液濃度宜高,可達46%。 三氯化鐵的優點是形成的礬花比重大,易沉降,低溫、低濁時仍有較好效果,適宜的pH值范圍也較寬,缺點是溶液具有強腐蝕性,處理後的水的色度比用鋁鹽高。
4. 硫酸亞鐵
硫酸亞鐵FeS04·7H20是半透明綠色結晶體,易於溶水,在水溫20℃時溶解度為21%。 硫酸亞鐵離解出的Fe2+只能生成簡單的單核絡合物,因此,不如三價鐵鹽那樣有良好的混凝效果。殘留於水中的Fe2+會使處理後的水帶色,當水中色度較高時,Fe2+與水中有色物質反應,將生成顏色更深的不易沉澱的物質(但可用三價鐵鹽除色)。根據以上所述,使用硫酸亞鐵時應將二價鐵先氧化為三價鐵,然後再起混凝作用。 當水的pH值在8.0以上時,加入的亞鐵鹽的Fe2+易被水中溶解氧氧化成Fe3+ (1.16) 當水的pH值<8.0時,則可加入石灰去除水中CO2 (1.17) 石灰用量可按下式估算: [CaO]=0.37a+1.27CO2 (1.18) 式中 a——FeSO4的投加量(毫克/升);CO2——水中CO2的含量(毫克/升)。 當水中沒有足夠溶解氧時,則可加氯或漂白粉予以氧化: (1.19) 理論上1毫克/升FeSO4需加氯0.234毫克/升。 處理飲用水時,硫酸亞鐵的重金屬含量應極低,應考慮在最高投葯量處理後,水中的重金屬含量應在國家飲用水水質標準的限度內。 鐵鹽使用時,水的pH值的適用范圍較寬,在5.0—11間。
5. 碳酸鎂
鋁鹽與鐵鹽作為混凝劑加入水中形成絮體隨水中雜質一起沉澱於池底,作為污泥要進行適當處理以免造成污染。大水廠產生的污泥量甚大,因此不少人曾嘗試用硫酸回收污泥中的有效鋁、鐵,但回收物中常有大量鐵、錳和有機色度,以致不適宜再作混凝劑。 碳酸鎂在水中產生Mg(0H)2膠體和鋁鹽、鐵鹽產生的A1(OH)3與Fe(OH)3膠體類似,可以起到澄清水的作用。石灰蘇打法軟化水站的污泥中除碳酸鈣外,尚有氫氧化鎂,利用二氧化碳氣可以溶解污泥中的氫氧化鎂,從而回收碳酸鎂。[1]
詳見網路··
C. 我廠廢水中的硫酸鹽含量較高,可以使用絮凝劑預處理嗎
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D. 生活污水的氮和磷能用有機絮凝劑去除嗎
無機絮凝劑按金屬鹽可分為鋁鹽系及鐵鹽系兩大類;鋁鹽以硫酸鋁、氯化鋁為主,鐵鹽以硫酸鐵、氯化鐵為主。後來在傳統的鋁鹽和鐵鹽的基礎上發展合成出聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵等新型的水處理劑,它的出現不僅降低了處理成本,而且提高了功效。這類絮凝劑中存在多羥基絡離子,以OH-為架橋形成多核絡離子,從而變成了巨大的無機高分子化合物,相對分子質量高達1×105。
無機聚合物絮凝劑之所以比其他無機絮凝劑能力高、絮凝效果好,其根本原因就在於它能提供大量的如上所述的絡合離子,能夠強烈吸附膠體微粒,通過粘附、架橋和交聯作用,從而促使膠體凝聚。同時還發生物理化學變化,中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷,降低了Zeta電位,使膠體粒子由原來的相斥變成相吸,破壞了膠團的穩定性,促使膠體微粒相互碰撞,從而形成絮狀混凝沉澱,而且沉澱的表面積可達(200-1000)m2/g,極具吸附能力。
有機高分子絮凝劑出現於20世紀50年代,它們應用前途廣闊,發展非常迅速。已用於給水凈化,水/油體系破乳,含油廢水處理,廢水再資源化及污泥脫水等方面;還可用作油田開發過程的泥漿處理劑,選擇性堵水劑,注水增稠劑,紡織印染過程的柔軟劑,靜電防止劑及通用的殺菌、消毒劑等。
絮凝劑的種類和性質:
有機高分子絮凝劑有天然高分子和合成高分子兩大類。從化學結構上可以分為以下3種類型:
(1)聚胺型-低分子量陽離子型電解質;
(2)季銨型-分子量變化范圍大,並具有較高的陽離子性;
(3)丙烯醯胺的共聚物-分子量較高,可以幾十萬到幾百萬、幾千萬,均以乳狀或粉狀的劑型出售,使用上較不方便,但絮凝性能好。根據含有不同的官能團離解後粒子的帶電情況可以分為陽離子型、陰離子型、非離子型3大類。
有機高分子絮凝劑大分子中可以帶-COO-、-NH-、-SO3、-OH等親水基團,具有鏈狀、環狀等多種結構。因其活性基團多,分子量高,具有用量少,浮渣產量少,絮凝能力強,絮體容易分離,除油及除懸浮物效果好等特點,在處理煉油廢水,其它工業廢水,高懸浮物廢水及固液分離中陽離子型絮凝劑有著廣泛的用途。特別是丙烯醯胺系列有機高分子絮凝劑以其分子量高,絮凝架橋能力強而顯示出在水處理中的優越性。
非離子型有機高分子絮凝劑主要是聚丙烯醯胺。它由丙烯醯胺聚合而得。
陰離子型有機高分子絮凝劑:
(1)陰離子型有機高分子絮凝劑主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣以及聚丙烯醯胺的加鹼水解物等聚合物。
(2)丙烯醯胺和苯乙烯磺酸鹽、木質磺酸鹽、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
陽離子型有機高分子絮凝劑:
2.4.1季銨化的聚丙烯醯胺:季銨化的聚丙烯醯胺陽離子均是將-NH2經過羥甲基化和季銨化而得,可以分為聚丙烯醯胺陽離子化和陽離子化丙烯醯胺聚合。
(1)由聚丙烯醯胺季銨化:聚丙烯醯胺(PAM)先與甲醛水溶液反應,醯胺基部分羥甲基化,其次與仲胺反應進行烷胺基化,然後與鹽酸或胺基化試劑反應使叔胺季銨化。
(2)由季銨化的丙烯醯胺聚合:在鹼性條件下,先由丙烯醯胺與甲醛水溶液反應,然後與二甲胺反應,冷卻後加鹽酸季銨化。產物經蒸發濃縮、過濾,得季銨化丙烯醯胺單體。
E. 確定絮凝劑在生活污水處理中的配比是多少
混凝與絮凝的比較
絮凝劑是用來提高沉降、澄清、過濾、氣浮、離心分離等工藝過程的速度和效率。絮凝過程就是懸浮液中許多單獨顆粒形成聚集體(絮團或礬花)的過程。
水處理中,混凝和絮凝代表兩種不同的機制。
混凝
水中懸浮的顆粒在粒徑小到一定程度時,其布朗運動的能量足以阻止重力的作用,而使顆粒不發生沉降。這種懸浮液可以長時間保持穩定狀態。而且,懸浮顆粒表面往往帶電(常常是負電),顆粒間同種電荷的斥力使顆粒不易合並變大,從而增加了懸浮液的穩定性。
混凝過程就是加入帶正電的混凝劑去中和顆粒表面的負電,使顆粒「脫穩」。於是,顆粒間通過碰撞、表面吸附、范德華引力等作用,互相結合變大,以利於從水中分離。
混凝劑是分子量低而陽電荷密度高的水溶性聚合物,多數為液態。它們分為無機和有機兩大類。無機混凝劑主要是鋁、鐵鹽及其聚合物。
絮凝
絮凝是聚合物的高分子鏈在懸浮的顆粒與顆粒之間發生架橋的過程。「架橋」就是聚合物分子上不同鏈段吸附在不同顆粒上,促進顆粒與顆粒聚集。
絮凝劑為有機聚合物,多數分子量較高,並有特定的電性(離子性)和電荷密度(離子度)。
實際過程要比上述理論復雜得多。由於混凝劑/絮凝劑都是高分子物質,同一產品中大大小小的分子都有,所謂「分子量」只是一個平均概念。所以,在用某一混凝劑或絮凝劑處理污水是,「電中和」和「架橋」作用會交織在一起同時發生。絮凝過程是多種因素綜合作用的結果,目前仍有一些沒有認清和解決的問題。就我們所知,絮凝過程與絮凝劑分子結構、電荷密度、分子量有關;與懸浮顆粒表面性質、顆粒濃度、比表面積有關;與介質(水)的pH值、電導、水中其他物質的存在、水溫、攪動情況等因素有關。因此盡管有理論和經驗可循,用實驗來選擇絮凝劑仍然是不可缺少的。
1、PAC(聚合氯化鋁)的溶解與使用
1) PAC為無機高分子化合物,易溶於水,有一定的腐蝕性;
2) 根據原水水質情況不同,使用前應先做小試求得最佳用葯量(具體方法可參見第2條:聚合硫酸鐵的溶解與使用-加葯量的確定);(參考用量范圍:20-800ppm)
3) 為便於計算,實驗小試溶液配置按重量體積比(W/V),一般以2~5%配為好。如配3%溶液:稱PAC3g,盛入洗凈的200ml量筒中,加清水約50ml,待溶解後再加水稀釋至100ml刻度,搖勻即可;
4) 使用時液體產品配成5-10%的水液,固體產品配成3-5%的水液(按商品重量計算);
5) 使用配製時按固體:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解後,再加水稀釋至上述濃度即可;
6) 低於1%溶液易水解,會降低使用效果;濃度太高易造成浪費,不容易控制加葯量;
7) 加葯按求得的最佳投加量投加;
8) 運行中注意觀察調整,如見沉澱池礬花少、余濁大,則投加量過少;如見沉澱池礬花大且上翻、余濁高,則加葯量過大,應適當調整;
9) 加葯設施應防腐。
2、聚合硫酸鐵(PFS)的溶解與使用
1) PFS溶液配製
a. 使用時一般將其配製成5%-20%的濃度;
b. 一般情況下當日配製當日使用,配葯如用自來水,稍有沉澱物屬正常現象。
2) 加葯量的確定
因原水性質各,應根據不同情況,現場調試或作燒杯混凝試驗,取得最佳使用條件和最佳投葯量以達到最好的處理效果。
a.取原水1L,測定其PH值;
b.調整其PH值為6-9;
c.用2ml注射器抽取配製好的PFS溶液,在強力攪拌下加入水樣中,直至觀察到有大量礬花形成,然後緩慢攪拌,觀察沉澱情況。記下所加的PFS量,以此初步確定PFS的用量;
d. 按照上述方法,將廢水調成不同PH值後做燒杯混凝試驗,以確定最佳用葯PH值;
e. 若有條件,做不同攪拌條件下用葯量,以確定最佳的混凝攪拌條件;
f. 根據以上步驟所做試驗,可確定最佳加葯量,混凝攪拌條件等。
注意混凝過程三個階段的水力條件和形成礬花狀況。
a) 凝聚階段:是葯劑注入混凝池與原水快速混凝在極短時間內形成微細礬花的過程,此時水體變得更加渾濁,它要求水流能產生激烈的湍流。燒杯實驗中宜快速(250-300轉/分)攪拌10-30S,一般不超過2min。
b) 絮凝階段:是礬花成長變粗的過程,要求適當的湍流程度和足夠的停留時間(10-15min),至後期可觀察到大量礬花聚集緩緩下沉,形成表面清晰層。燒杯實驗先以150轉/分攪拌約6分鍾,再以60轉/分攪拌約4分鍾至呈懸浮態。
c) 沉降階段:它是在沉降池中進行的絮凝物沉降過程,要求水流緩慢,為提高效率一般採用斜管(板式)沉降池(最好採用氣浮法分離絮凝物),大量的粗大礬花被斜管(板)壁阻擋而沉積於池底,上層水為澄清水,剩下的粒徑小,密度小的礬花一邊緩緩下降,一邊繼續相互碰撞結大,至後期余濁基本不變。燒杯實驗宜以20-30轉/分慢攪5分鍾,再靜沉10分鍾,測余濁。
表1:PFS適用范圍及參考用量
名稱 參考用量 名稱 參考用量
生活飲用水 1:20000-1:200000 紙箱廠廢水 1:5000-1:10000
工業用水 1:20000-1:200000 機加工乳化油廢水 1:5000-1:12000
城市污水 1:10000-1:50000 化工廢水 1:3000-1:10000
電廠廢水 1:10000-1:30000 油田鑽井廢水 1:3000-1:10000
洗煤廢水 1:10000-1:30000 造漆廢水 1:3000-1:8000
鋼鐵工業廢水 1:10000-1:20000 洗毛廢水 1:2000-1:8000
有色選礦廢水 1:8000-1:20000 製革廢水 1:2000-1:6000
冶金選礦廢水 1:8000-20000 印染廢水 1:2000-1:6000
食品工業廢水 1:8000-1:20000 造紙廢水 1:2000-1:6000
電鍍廢水 1:5000-1:10000 污泥脫水 1:100-1:1000
註:上表為參考用量,具體用量應該通過實驗確定。
3) PFS的投加
a. 根據燒杯混凝試驗結果,調整廢水PH值和攪拌條件;
b. 根據水量大小,調整加葯泵流量,按所確定的加葯比例投加;
c. 實際加葯量可能與燒杯混凝試驗有些差異,根據處理水質情況調整;
d. 若配合使用有機高分子絮凝劑如PAM,可取得更佳效果;
e. PAM加葯量一般為2ppm左右。
3、聚丙烯醯胺(PAM)的溶解與使用
1) PAM是有機高分子化合物,可分為陰離子型,陽離子型和非離子型,為白色粉末或顆粒,可溶於水,但溶解速度很慢;
2) 陰離子型一般用於廢水處理絮凝劑,陽離子型一般用於污泥脫水;
3) 作為絮凝劑時用葯量一般為1-2ppm,即每處理1噸廢水用葯量約為1-2g;
4) 使用時陰離子型一般配製成0.1%左右的水溶液,陽離子型可配製成0.1%-0.5%;
5) 配製溶液時應先在溶解槽中加水,然後開啟攪拌機,再將PAM沿著漩渦緩慢加入,PAM不能一次性快速投入,否則的話PAM會結塊形成「魚眼」而不能溶解;
6) 加完PAM後一般應繼續攪拌30min以上,以確保其充分溶解;
7) 溶解後的PAM應盡快使用,陰離子型一般不要超過36h,陽離子型溶解後很容易水解,應24h內使用。
ST絮凝劑特性:
ST絮凝劑是種新型的水溶性高分子電解質。它具有離子度高、易溶於水(在整個PH值范圍內完全溶於水,且不受低水溫的影響)、不成凝膠、水解穩定性好等特點,由於ST絮凝劑的大分子鏈上所帶的正電荷密度高,產物的水溶性好,分子量適中,因此具有絮凝和消毒的雙重性能。它不僅可有效地降低水中懸浮物固體含量,從而降低水的濁度:而且還可使病毒沉降和降低水中三鹵甲烷前體的作用,因而使水中的總含碳量(TOC)降低。ST絮凝劑可作為主絮凝劑和助凝劑使用(其用量0.5-0.7PPM相當於明礬50~60PPM),對水的澄清有明顯的效果,特別是對低濁度水的處理,更是其它類型的高分子絮凝劑所不及。ST絮凝劑與傳統使用的無機絮凝劑(如硫酸鋁、鹼式氯化鋁等)相比,具有產生的淤泥量少,沉降速度快水質好,成本低等特點,而且還可採用直接過濾的新工藝,這對傳統的上水處理無疑是一個重大改革。
ST絮凝劑產品的技術指標為:
外觀:無色或淡黃色粘稠液體
含量:≥30%(m/m)
特性粘度:≥40%(m1/g)
離子度:≥50%(m/m)
2、ST絮凝劑的使用方法:
ST絮凝劑可單獨使用,或與硫酸鋁、鹼式氯化鋁復合使用。復合使用時、可減少無機絮凝劑添加量,並大大減少產生的污泥量。
ST絮凝劑的最佳使用濃度是使Zate電位零或接近於零時用量。當用量過多時,反而起分散作用。
ST絮凝劑單獨使用時,其加葯量范圍為0.2-10ppm。
ST絮凝劑在低溫貯存時,將使膠體或液體凍成冰塊,影響它的絮凝活性。因此,應在0-32℃之間貯顧為宜。
ST絮凝劑應可能用中性不含金屬鹽的水來配製貯備液。貯備液一般配成1%、0.5%或0.1%的液體。與其它高分子絮凝劑一樣,ST絮凝劑在剪切力較高的高速攪拌下,將會被切斷分子鏈,從面降低絮凝劑性能。因此,溶解、輸送和絮凝過程,都不要使用較高速度的旋轉攪拌機和離心泵。一般溶解和絮凝時可用吹入空氣或用約100轉/分低速的螺旋式攪拌為宜。輸送則盡可能利用位差或排液泵為宜。
ST絮劑的效果與加入方法有很大關系,為使ST絮凝劑與懸浮物能充分混勻,絮凝劑應盡可能稀釋並多次加入。
為了使ST絮凝劑的分子鏈既不被剪斷,同時又能與處理體系充分混合,可採用:(一)在處理物流動管中多次分散加入ST絮凝劑;(二)用壓縮空氣攪拌;(三)用螺旋槳攪拌器在100轉/分低速下進行。形成絮凝塊後,便要避免攪拌。
3、ST絮凝劑廣泛應用於凈水、破乳、造紙雙元助留、造紙漿液陰離子雜質消除等領域。
F. 廢水處理中常用的有機高分子絮凝劑有哪些
無機絮凝劑按金屬鹽可分為鋁鹽系及鐵鹽系兩大類;鋁鹽以硫酸鋁、氯化鋁為主,鐵鹽以硫酸鐵、氯化鐵為主。後來在傳統的鋁鹽和鐵鹽的基礎上發展合成出聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵等新型的水處理劑,它的出現不僅降低了處理成本,而且提高了功效。這類絮凝劑中存在多羥基絡離子,以OH-為架橋形成多核絡離子,從而變成了巨大的無機高分子化合物,相對分子質量高達1×105。
無機聚合物絮凝劑之所以比其他無機絮凝劑能力高、絮凝效果好,其根本原因就在於它能提供大量的如上所述的絡合離子,能夠強烈吸附膠體微粒,通過粘附、架橋和交聯作用,從而促使膠體凝聚。同時還發生物理化學變化,中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷,降低了Zeta電位,使膠體粒子由原來的相斥變成相吸,破壞了膠團的穩定性,促使膠體微粒相互碰撞,從而形成絮狀混凝沉澱,而且沉澱的表面積可達(200-1000)m2/g,極具吸附能力。
有機高分子絮凝劑出現於20世紀50年代,它們應用前途廣闊,發展非常迅速。已用於給水凈化,水/油體系破乳,含油廢水處理,廢水再資源化及污泥脫水等方面;還可用作油田開發過程的泥漿處理劑,選擇性堵水劑,注水增稠劑,紡織印染過程的柔軟劑,靜電防止劑及通用的殺菌、消毒劑等。
絮凝劑的種類和性質:
有機高分子絮凝劑有天然高分子和合成高分子兩大類。從化學結構上可以分為以下3種類型:
(1)聚胺型-低分子量陽離子型電解質;
(2)季銨型-分子量變化范圍大,並具有較高的陽離子性;
(3)丙烯醯胺的共聚物-分子量較高,可以幾十萬到幾百萬、幾千萬,均以乳狀或粉狀的劑型出售,使用上較不方便,但絮凝性能好。根據含有不同的官能團離解後粒子的帶電情況可以分為陽離子型、陰離子型、非離子型3大類。
有機高分子絮凝劑大分子中可以帶-COO-、-NH-、-SO3、-OH等親水基團,具有鏈狀、環狀等多種結構。因其活性基團多,分子量高,具有用量少,浮渣產量少,絮凝能力強,絮體容易分離,除油及除懸浮物效果好等特點,在處理煉油廢水,其它工業廢水,高懸浮物廢水及固液分離中陽離子型絮凝劑有著廣泛的用途。特別是丙烯醯胺系列有機高分子絮凝劑以其分子量高,絮凝架橋能力強而顯示出在水處理中的優越性。
非離子型有機高分子絮凝劑主要是聚丙烯醯胺。它由丙烯醯胺聚合而得。
陰離子型有機高分子絮凝劑:
(1)陰離子型有機高分子絮凝劑主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣以及聚丙烯醯胺的加鹼水解物等聚合物。
(2)丙烯醯胺和苯乙烯磺酸鹽、木質磺酸鹽、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
陽離子型有機高分子絮凝劑:
2.4.1季銨化的聚丙烯醯胺:季銨化的聚丙烯醯胺陽離子均是將-NH2經過羥甲基化和季銨化而得,可以分為聚丙烯醯胺陽離子化和陽離子化丙烯醯胺聚合。
(1)由聚丙烯醯胺季銨化:聚丙烯醯胺(PAM)先與甲醛水溶液反應,醯胺基部分羥甲基化,其次與仲胺反應進行烷胺基化,然後與鹽酸或胺基化試劑反應使叔胺季銨化。
(2)由季銨化的丙烯醯胺聚合:在鹼性條件下,先由丙烯醯胺與甲醛水溶液反應,然後與二甲胺反應,冷卻後加鹽酸季銨化。產物經蒸發濃縮、過濾,得季銨化丙烯醯胺單體。
G. 污水處理中的高分子絮凝劑對生鐵有腐蝕作用嗎
高分子絮凝劑主要用於生活飲用水的凈化和工業廢水,特殊水質的處理(如含油污水,印染造紙污水、冶煉污水,含放射性特質,含Pb,Cr等毒性重金屬和含F污水等)。此外在精密鑄造、石油鑽探、製革、冶金造紙等方面也有廣泛用途。
給水處理:
以地面水為水源時,去除濁度和細菌。經混凝沉澱後一般濁度小於10 度。
廢水處理
工業廢水:用於處理一些特殊的廢水,脫色、去除懸浮物等。
印染廢水處理:適用於含顏料、分散染料、水溶性分子量較大的等染料廢水處理。混凝劑的選擇與染料種類有關,需做混凝試驗。可以單獨用無機混凝劑,也可和有機高分子絮凝劑聯用。
採用PAC 混凝劑,投加量為140mg/L 時, COD和BOD去除率為90%。
含油廢水處理:乳化油顆粒小、表面帶電荷,加混凝劑,壓縮雙電層。
通常採用混凝氣浮工藝。
高分子絮凝劑作為水處理葯劑的具體用途:
1、不需加其它助劑,絮凝體形成快而粗大,活性高,沉性高,沉澱快。因而對高濁度水的凈化效果特別明顯。
2、適應PH值范圍寬,降低原水中PH值小,因而對管道設備無腐蝕作用。
3、脫色、去污力強。凈水效果是AL2(SO4)3的4-6倍,ALCL3的3-5倍。用量小,效力大;成本低,效益高等優點。
H. 廢水污水處理絮凝劑絮凝效果差的原因是什麼
影響高分子絮凝劑使用的因素有如下幾點: ⑴水的pH值水的pH值對無機絮凝劑的使用效果影響很大,pH值的大小關繫到選用絮凝劑的種類、投加量和混凝沉澱效果。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。以通過生成Al(OH)3帶電膠體實現混凝作用的鋁鹽為例,當pH值﹤4時,Al3+不能大量水解成Al(OH)3,主要以Al3+離子的形式存在,混凝效果極差。pH值在6.5~7.5之間時,Al3+水解聚合成聚合度很大的Al(OH)3中性膠體,混凝效果較好。pH值﹥8後,Al3+水解成AlO2-,混凝效果又變得很差。水的鹼度對pH值有緩沖作用,當鹼度不夠時,應添加石灰等葯劑予以補充。當水的pH值偏高時,則需要加酸調整pH值到中性。相比之下,高分子絮凝劑受pH值的影響較小。 ⑵水溫水溫影響絮凝劑的水解速度和礬花形成的速度及結構。混凝的水解多是吸熱反應,水溫較低時,水解速度慢且不完全。低溫情況下,水的粘度大,布朗運動減弱,絮凝劑膠體顆粒與水中雜質顆粒的碰撞次數減少,同時水的剪切力增大,阻礙混凝絮體的相互粘合;因此,盡管增加了絮凝劑的投加量,絮體的形成還是很緩慢,而且結構鬆散、顆粒細小,難以去除。低溫對高分子絮凝劑的影響較小。但要注意的是,使用有機高分子絮凝劑時,水溫不能過高,高溫容易使有機高分子絮凝劑老化甚至分解生成不溶性物質,從而降低混凝效果。 ⑶水中雜質成分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。雜質顆粒濃度過低往往對混凝不利,此時迴流沉澱物或投加助凝劑可提高混凝效果。水中雜質顆粒含有大量有機物時,混凝效果會變差,需要增加投葯量或投加氧化劑等起助凝作用的葯劑。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。 ⑷絮凝劑種類絮凝劑的選擇主要取決於水中膠體和懸浮物的性質及濃度。如果水中污染物主要呈膠體狀態,則應首選無機絮凝劑使其脫穩凝聚,如果絮體細小,則需要投加高分子絮凝劑或配合使用活化硅膠等助凝劑。很多情況下,將無機絮凝劑與高分子絮凝劑聯合使用,可明顯提高混凝效果,擴大應用范圍。對於高分子而言,鏈狀分子上所帶電荷量越大,電荷密度越高,鏈越能充分伸展,吸附架橋的作用范圍也就越大,混凝效果會越好。 ⑸絮凝劑投加量使用混凝法處理任何廢水,都存在最佳絮凝劑和最佳投葯量,通常都要通過試驗確定,投加量過大可能造成膠體的再穩定。一般普通鐵鹽、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,有機高分子絮凝劑的投加范圍是1~5mg/L。 ⑹絮凝劑投加順序當使用多種絮凝劑時,需要通過試驗確定最佳投加順序。一般來說,當無機絮凝劑與有機絮凝劑並用時,應先投加無機絮凝劑,再投加有機絮凝劑。而處理雜質顆粒尺寸在50μm以上時,常先投加有機絮凝劑吸附架橋,再投加無機絮凝劑壓縮雙電層使膠體脫穩。 ⑺水力條件在混合階段,要求絮凝劑與水迅速均勻地混合,而到了反應階段,既要創造足夠的碰撞機會和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長機會,又要防止已生成的小絮體被打碎,因此攪拌強度要逐步減小,反應時間要足夠長。 使用高分子有機絮凝劑時,應注意的事項有:有機高分子絮凝劑屬於線團結構的長鏈大分子,在水中必然經歷一個溶漲過程,固體產品或高濃度液體產品在使用之前必須配製成水溶液再投加到待處理水中。配製水溶液的溶葯池必須安裝機械攪拌設備,溶葯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。溶葯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礬花,影響投加後的使用效果。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最強烈的地方,同時一定要以最小投加量向溶葯池中緩慢投入,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,在連續溶葯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葯池中水流紊動性最差的地方,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。作為助凝劑時,一般要先在處理水中投加無機絮凝劑進行壓縮雙電層脫穩後,再投加有機高分子絮凝劑實現架橋作用。在無機絮凝劑投加充足的條件下,有機高分子絮凝劑的助凝效果不會因投加量的差異而有較大差別。因此,作為助凝劑時,有機高分子絮凝劑的投加量一般為0.1mg/L。
I. 污水處理中影響絮凝劑作用的要素有哪些
影響絮凝劑使用的因素有:
⑴水的pH值
水的pH值對無機絮凝劑的使用效果影響很大,pH值的大小關繫到選用絮凝劑的種類、投加量和混凝沉澱效果。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。以通過生成Al(OH)3帶電膠體實現混凝作用的鋁鹽為例,當pH值﹤4時,Al3+不能大量水解成Al(OH)3,主要以Al3+離子的形式存在,混凝效果極差。pH值在6.5~7.5之間時,Al3+水解聚合成聚合度很大的Al(OH)3中性膠體,混凝效果較好。pH值﹥8後,Al3+水解成AlO2-,混凝效果又變得很差。
水的鹼度對pH值有緩沖作用,當鹼度不夠時,應添加石灰等葯劑予以補充。當水的pH值偏高時,則需要加酸調整pH值到中性。相比之下,高分子絮凝劑受pH值的影響較小。
⑵水溫
水溫影響絮凝劑的水解速度和礬花形成的速度及結構。混凝的水解多是吸熱反應,水溫較低時,水解速度慢且不完全。低溫情況下,水的粘度大,布朗運動減弱,絮凝劑膠體顆粒與水中雜質顆粒的碰撞次數減少,同時水的剪切力增大,阻礙混凝絮體的相互粘合;因此,盡管增加了絮凝劑的投加量,絮體的形成還是很緩慢,而且結構鬆散、顆粒細小,難以去除。低溫對高分子絮凝劑的影響較小。但要注意的是,使用有機高分子絮凝劑時,水溫不能過高,高溫容易使有機高分子絮凝劑老化甚至分解生成不溶性物質,從而降低混凝效果。
⑶水中雜質成分
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。雜質顆粒濃度過低往往對混凝不利,此時迴流沉澱物或投加助凝劑可提高混凝效果。水中雜質顆粒含有大量有機物時,混凝效果會變差,需要增加投葯量或投加氧化劑等起助凝作用的葯劑。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。
⑷絮凝劑種類
絮凝劑的選擇主要取決於水中膠體和懸浮物的性質及濃度。如果水中污染物主要呈膠體狀態,則應首選無機絮凝劑使其脫穩凝聚,如果絮體細小,則需要投加高分子絮凝劑或配合使用活化硅膠等助凝劑。很多情況下,將無機絮凝劑與高分子絮凝劑聯合使用,可明顯提高混凝效果,擴大應用范圍。對於高分子而言,鏈狀分子上所帶電荷量越大,電荷密度越高,鏈越能充分伸展,吸附架橋的作用范圍也就越大,混凝效果會越好。
⑸絮凝劑投加量
使用混凝法處理任何廢水,都存在最佳絮凝劑和最佳投葯量,通常都要通過試驗確定,投加量過大可能造成膠體的再穩定。一般普通鐵鹽、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,有機高分子絮凝劑的投加范圍是1~5mg/L。
⑹絮凝劑投加順序
當使用多種絮凝劑時,需要通過試驗確定最佳投加順序。一般來說,當無機絮凝劑與有機絮凝劑並用時,應先投加無機絮凝劑,再投加有機絮凝劑。而處理雜質顆粒尺寸在50μm以上時,常先投加有機絮凝劑吸附架橋,再投加無機絮凝劑壓縮雙電層使膠體脫穩。
⑺水力條件
在混合階段,要求絮凝劑與水迅速均勻地混合,而到了反應階段,既要創造足夠的碰撞機會和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長機會,又要防止已生成的小絮體被打碎,因此攪拌強度要逐步減小,反應時間要足夠長。
請參考:《水處理葯劑——影響絮凝劑使用的因素 》
http://tyh.1.blog.163.com/blog/static/74145910201611155390548/
J. 絮凝劑在生活污水處理中的配比是多少
混凝與絮凝的比較
絮凝劑是用來提高沉降、澄清、過濾、氣浮、離心分離等工藝過程的速度和效率。絮凝過程就是懸浮液中許多單獨顆粒形成聚集體(絮團或礬花)的過程。
水處理中,混凝和絮凝代表兩種不同的機制。
混凝
水中懸浮的顆粒在粒徑小到一定程度時,其布朗運動的能量足以阻止重力的作用,而使顆粒不發生沉降。這種懸浮液可以長時間保持穩定狀態。而且,懸浮顆粒表面往往帶電(常常是負電),顆粒間同種電荷的斥力使顆粒不易合並變大,從而增加了懸浮液的穩定性。
混凝過程就是加入帶正電的混凝劑去中和顆粒表面的負電,使顆粒「脫穩」。於是,顆粒間通過碰撞、表面吸附、范德華引力等作用,互相結合變大,以利於從水中分離。
混凝劑是分子量低而陽電荷密度高的水溶性聚合物,多數為液態。它們分為無機和有機兩大類。無機混凝劑主要是鋁、鐵鹽及其聚合物。
絮凝
絮凝是聚合物的高分子鏈在懸浮的顆粒與顆粒之間發生架橋的過程。「架橋」就是聚合物分子上不同鏈段吸附在不同顆粒上,促進顆粒與顆粒聚集。
絮凝劑為有機聚合物,多數分子量較高,並有特定的電性(離子性)和電荷密度(離子度)。
實際過程要比上述理論復雜得多。由於混凝劑/絮凝劑都是高分子物質,同一產品中大大小小的分子都有,所謂「分子量」只是一個平均概念。所以,在用某一混凝劑或絮凝劑處理污水是,「電中和」和「架橋」作用會交織在一起同時發生。絮凝過程是多種因素綜合作用的結果,目前仍有一些沒有認清和解決的問題。就我們所知,絮凝過程與絮凝劑分子結構、電荷密度、分子量有關;與懸浮顆粒表面性質、顆粒濃度、比表面積有關;與介質(水)的pH值、電導、水中其他物質的存在、水溫、攪動情況等因素有關。因此盡管有理論和經驗可循,用實驗來選擇絮凝劑仍然是不可缺少的。
1、PAC(聚合氯化鋁)的溶解與使用
1) PAC為無機高分子化合物,易溶於水,有一定的腐蝕性;
2) 根據原水水質情況不同,使用前應先做小試求得最佳用葯量(具體方法可參見第2條:聚合硫酸鐵的溶解與使用-加葯量的確定);(參考用量范圍:20-800ppm)
3) 為便於計算,實驗小試溶液配置按重量體積比(W/V),一般以2~5%配為好。如配3%溶液:稱PAC3g,盛入洗凈的200ml量筒中,加清水約50ml,待溶解後再加水稀釋至100ml刻度,搖勻即可;
4) 使用時液體產品配成5-10%的水液,固體產品配成3-5%的水液(按商品重量計算);
5) 使用配製時按固體:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解後,再加水稀釋至上述濃度即可;
6) 低於1%溶液易水解,會降低使用效果;濃度太高易造成浪費,不容易控制加葯量;
7) 加葯按求得的最佳投加量投加;
8) 運行中注意觀察調整,如見沉澱池礬花少、余濁大,則投加量過少;如見沉澱池礬花大且上翻、余濁高,則加葯量過大,應適當調整;
9) 加葯設施應防腐。
2、聚合硫酸鐵(PFS)的溶解與使用
1) PFS溶液配製
a. 使用時一般將其配製成5%-20%的濃度;
b. 一般情況下當日配製當日使用,配葯如用自來水,稍有沉澱物屬正常現象。
2) 加葯量的確定
因原水性質各,應根據不同情況,現場調試或作燒杯混凝試驗,取得最佳使用條件和最佳投葯量以達到最好的處理效果。
a.取原水1L,測定其PH值;
b.調整其PH值為6-9;
c.用2ml注射器抽取配製好的PFS溶液,在強力攪拌下加入水樣中,直至觀察到有大量礬花形成,然後緩慢攪拌,觀察沉澱情況。記下所加的PFS量,以此初步確定PFS的用量;
d. 按照上述方法,將廢水調成不同PH值後做燒杯混凝試驗,以確定最佳用葯PH值;
e. 若有條件,做不同攪拌條件下用葯量,以確定最佳的混凝攪拌條件;
f. 根據以上步驟所做試驗,可確定最佳加葯量,混凝攪拌條件等。
注意混凝過程三個階段的水力條件和形成礬花狀況。
a) 凝聚階段:是葯劑注入混凝池與原水快速混凝在極短時間內形成微細礬花的過程,此時水體變得更加渾濁,它要求水流能產生激烈的湍流。燒杯實驗中宜快速(250-300轉/分)攪拌10-30S,一般不超過2min。
b) 絮凝階段:是礬花成長變粗的過程,要求適當的湍流程度和足夠的停留時間(10-15min),至後期可觀察到大量礬花聚集緩緩下沉,形成表面清晰層。燒杯實驗先以150轉/分攪拌約6分鍾,再以60轉/分攪拌約4分鍾至呈懸浮態。
c) 沉降階段:它是在沉降池中進行的絮凝物沉降過程,要求水流緩慢,為提高效率一般採用斜管(板式)沉降池(最好採用氣浮法分離絮凝物),大量的粗大礬花被斜管(板)壁阻擋而沉積於池底,上層水為澄清水,剩下的粒徑小,密度小的礬花一邊緩緩下降,一邊繼續相互碰撞結大,至後期余濁基本不變。燒杯實驗宜以20-30轉/分慢攪5分鍾,再靜沉10分鍾,測余濁。
表1:PFS適用范圍及參考用量
名稱 參考用量 名稱 參考用量
生活飲用水 1:20000-1:200000 紙箱廠廢水 1:5000-1:10000
工業用水 1:20000-1:200000 機加工乳化油廢水 1:5000-1:12000
城市污水 1:10000-1:50000 化工廢水 1:3000-1:10000
電廠廢水 1:10000-1:30000 油田鑽井廢水 1:3000-1:10000
洗煤廢水 1:10000-1:30000 造漆廢水 1:3000-1:8000
鋼鐵工業廢水 1:10000-1:20000 洗毛廢水 1:2000-1:8000
有色選礦廢水 1:8000-1:20000 製革廢水 1:2000-1:6000
冶金選礦廢水 1:8000-20000 印染廢水 1:2000-1:6000
食品工業廢水 1:8000-1:20000 造紙廢水 1:2000-1:6000
電鍍廢水 1:5000-1:10000 污泥脫水 1:100-1:1000
註:上表為參考用量,具體用量應該通過實驗確定。
3) PFS的投加
a. 根據燒杯混凝試驗結果,調整廢水PH值和攪拌條件;
b. 根據水量大小,調整加葯泵流量,按所確定的加葯比例投加;
c. 實際加葯量可能與燒杯混凝試驗有些差異,根據處理水質情況調整;
d. 若配合使用有機高分子絮凝劑如PAM,可取得更佳效果;
e. PAM加葯量一般為2ppm左右。
3、聚丙烯醯胺(PAM)的溶解與使用
1) PAM是有機高分子化合物,可分為陰離子型,陽離子型和非離子型,為白色粉末或顆粒,可溶於水,但溶解速度很慢;
2) 陰離子型一般用於廢水處理絮凝劑,陽離子型一般用於污泥脫水;
3) 作為絮凝劑時用葯量一般為1-2ppm,即每處理1噸廢水用葯量約為1-2g;
4) 使用時陰離子型一般配製成0.1%左右的水溶液,陽離子型可配製成0.1%-0.5%;
5) 配製溶液時應先在溶解槽中加水,然後開啟攪拌機,再將PAM沿著漩渦緩慢加入,PAM不能一次性快速投入,否則的話PAM會結塊形成「魚眼」而不能溶解;
6) 加完PAM後一般應繼續攪拌30min以上,以確保其充分溶解;
7) 溶解後的PAM應盡快使用,陰離子型一般不要超過36h,陽離子型溶解後很容易水解,應24h內使用。
ST絮凝劑特性:
ST絮凝劑是種新型的水溶性高分子電解質。它具有離子度高、易溶於水(在整個PH值范圍內完全溶於水,且不受低水溫的影響)、不成凝膠、水解穩定性好等特點,由於ST絮凝劑的大分子鏈上所帶的正電荷密度高,產物的水溶性好,分子量適中,因此具有絮凝和消毒的雙重性能。它不僅可有效地降低水中懸浮物固體含量,從而降低水的濁度:而且還可使病毒沉降和降低水中三鹵甲烷前體的作用,因而使水中的總含碳量(TOC)降低。ST絮凝劑可作為主絮凝劑和助凝劑使用(其用量0.5-0.7PPM相當於明礬50~60PPM),對水的澄清有明顯的效果,特別是對低濁度水的處理,更是其它類型的高分子絮凝劑所不及。ST絮凝劑與傳統使用的無機絮凝劑(如硫酸鋁、鹼式氯化鋁等)相比,具有產生的淤泥量少,沉降速度快水質好,成本低等特點,而且還可採用直接過濾的新工藝,這對傳統的上水處理無疑是一個重大改革。
ST絮凝劑產品的技術指標為:
外觀:無色或淡黃色粘稠液體
含量:≥30%(m/m)
特性粘度:≥40%(m1/g)
離子度:≥50%(m/m)
2、ST絮凝劑的使用方法:
ST絮凝劑可單獨使用,或與硫酸鋁、鹼式氯化鋁復合使用。復合使用時、可減少無機絮凝劑添加量,並大大減少產生的污泥量。
ST絮凝劑的最佳使用濃度是使Zate電位零或接近於零時用量。當用量過多時,反而起分散作用。
ST絮凝劑單獨使用時,其加葯量范圍為0.2-10ppm。
ST絮凝劑在低溫貯存時,將使膠體或液體凍成冰塊,影響它的絮凝活性。因此,應在0-32℃之間貯顧為宜。
ST絮凝劑應可能用中性不含金屬鹽的水來配製貯備液。貯備液一般配成1%、0.5%或0.1%的液體。與其它高分子絮凝劑一樣,ST絮凝劑在剪切力較高的高速攪拌下,將會被切斷分子鏈,從面降低絮凝劑性能。因此,溶解、輸送和絮凝過程,都不要使用較高速度的旋轉攪拌機和離心泵。一般溶解和絮凝時可用吹入空氣或用約100轉/分低速的螺旋式攪拌為宜。輸送則盡可能利用位差或排液泵為宜。
ST絮劑的效果與加入方法有很大關系,為使ST絮凝劑與懸浮物能充分混勻,絮凝劑應盡可能稀釋並多次加入。
為了使ST絮凝劑的分子鏈既不被剪斷,同時又能與處理體系充分混合,可採用:(一)在處理物流動管中多次分散加入ST絮凝劑;(二)用壓縮空氣攪拌;(三)用螺旋槳攪拌器在100轉/分低速下進行。形成絮凝塊後,便要避免攪拌。
3、ST絮凝劑廣泛應用於凈水、破乳、造紙雙元助留、造紙漿液陰離子雜質消除等領域。
PAM和鋁鹽混凝劑聯用凈水效果經濟分析 【列印此頁】 【返回】
發布日期:[2008-2-25] 共閱[286]次
摘要: 本文試驗研究了聚丙烯醯胺和聚合氯化鋁或硫酸鋁聯用除濁、除UV254和CODMn的效果,結果表明:聚丙烯醯胺和聚合氯化鋁或硫酸鋁聯用,比單獨用聚合氯化鋁或硫酸鋁的除濁效果顯著,而對UV254和CODMn去除率提高幅度不大,但可大量減少無機混凝劑用量和減少污泥濕基重量,從而減少水廠凈水處理成本和污泥處理量。
關鍵詞: 聚丙烯醯胺 污泥濕基重量 經濟分析
混凝是以地面水為水源的自來水處理廠不可缺少的基本凈水工藝,國內各水廠大多使用無機混凝劑,投葯量大,產生的污泥數量多、體積大,難以處理,而且凈水效果也不盡如意。有機高分子聚丙烯醯胺(PAM)優良的助凝效果早已為人們熟知,但受其單體毒性、投加量及投加方式優化等問題的影響,國內自來水廠較少使用。然而研究表明:只要嚴格控制PAM投加量及產品單體含量,其在水廠使用不但可以提高凈水效果,而且是最有效減少污泥數量、體積及改善污泥脫水性質的途徑[1]。歐洲、美國已經有相當數量的給水廠選用聚丙烯醯胺作為給水處理的一種絮凝劑。隨著環境問題的日益嚴重,水廠污泥處理已為人們所重視,我國有些城市的新建水廠及原有水廠已將污泥處理提上議事日程,有的水廠污泥處理工程已建成投產。同濟大學在自來水廠使用PAM助凝和污泥處理方面作了大量研究,取得一定的經驗。
1 試驗部分
取某河水水樣,進行投加不同的混凝劑和聚丙烯醯胺的實驗室混凝攪拌試驗。
1.1 儀器與試劑
SC-956實驗攪拌機(湖北省潛江縣儀器廠);2100N濁度儀(HACH公司);751GW分光光度計(惠普上海分析儀器有限公司);
聚合氯化鋁(以下簡稱PAC,Al2O330%,鹽基度65-80%,2300元/噸,上海五四凈水劑廠);
硫酸鋁(以下簡稱AS,Al2O310%,900元/噸,上海五四凈水劑廠);
聚丙烯醯胺(以下簡稱PAM,AN910PWG,陰離子型,分子量1.42×107,單體含量0.008%,水解度20.5%,26000元/噸,法國SNF公司)。
1.2 攪拌試驗
攪拌試驗過程:一組燒杯,各取1L水樣,在快速攪拌中(140r.min-1)加入無機混凝劑,攪拌1min,
然後轉至慢速攪拌(30 r.min-1)15min;靜置30min後取上清液測定濁度、CODMn和紫外吸光度。
PAM則於快速攪拌(140r.min-1)1min後加入,轉至中速攪拌(100r.min-1)30s,再轉至慢速攪拌(30 r.min-1)15min。
紫外吸光度在254nm處進行,水樣測定前用0.45um膜過濾水樣。
1.3 污泥濕基重量
小心傾去上清液,直至燒杯中約剩50ml泥和水,然後用濾膜過濾至無水珠滴下稱重。
2 結果與討論
2.1 凈水效果比較
試驗的原水主要水質情況:水溫=24℃;pH=7.2;濁度=196NTU;UV254=0.176;CODMn =7.12mg/l。混凝攪拌試驗結果,整理成圖1至圖6表示。
從圖3至圖6可以看出:PAM和無機混凝劑聯合使用對UV254和CODMn去除效果均有提高,但幅度不大,因為PAM不能產生對有機物質具有吸附作用的水解產物,其對有機物的去除僅因提高固液分離效果得以提高。最為顯著的是濁度的去除效果提高(見圖1和圖2),這是因為先加入的無機混凝劑和膠粒負電荷起電中和作用使膠體脫穩,去除了大的懸浮粒子,而高分子絮凝劑PAM能使被中和的膠體顆粒及很細微的膠粒迅速吸附和橋聯,可去除很微細的膠粒,從而去濁效果大大提高。
2.2 污泥濕基重量比較
表2 投加AS和AS+PAM 產生的污泥濕基重量比較 不加PAM 加0.2mg/lPAM
編號 1 23 4 5
1 2 3 4 5
投加AS(mg/l) 10 20 30 40 50
10 20 30 40 50
剩餘濁度(NTU) 48.7 17.7 11.7 5.41 2.23
15.2 6.27 2.34 1.32 1.28
污泥濕 基重量(g) 1.7121 1.9273 2.0384 2.2671 2.7837
1.0718 1.1925 1.2079 1.4219 1.6310
由表1和表2可見:加入PAM後,各污泥濕基重量分別減少約40%,究其原因可能是單獨投加鋁鹽時污泥中一般以無機金屬氫氧化合物為主,這些化合物帶大量的結合水,造成污泥含水率增高,體積龐大[2]。而加入PAM,一方面可減少無機混凝劑的量,從而減少金屬氫氧化物沉澱及結合水,另一方面形成的絮體緊密,可「壓縮」絮體孔隙中的水和減少無機金屬氫氧化合物和水的結合位。
2.3 經濟技術分析
加入有機絮凝劑PAM後, 污泥濕基重量減少很多,取剩餘濁度為5NTU左右的水樣進行比較(表1中的兩個2號之間,表2中的兩個4號之間):10mg/lPAC產生的濕基污泥量為1.3970g,5mg/lPAC+0.2mg/lPAM產生的濕基污泥量為0.8764g,前者多產生的濕基污泥量0.5206g,測其含固率為10.38%,則其折算成干污泥量0.05404g。 同樣可以計算出40mg/lAS比20mg/lAS+0.2mg/lPAM多產生干污泥量0.06436g(測得40mg/lAS產生的濕基污泥含固率為5.99%)。根據上海閔行水廠一車間的污泥處理經驗排泥水折算成干污泥的處理費用為912.32元/噸干泥[3]。以水廠處理萬噸水為例進行經濟分析見下表3和表4:
表4 用AS+PAM,萬噸水可節約處理費用(元)
干泥量(t) 節約污泥處理費用(元) 總計節約處理費用(元)
0.06436g/l=0.6436t/萬t 0.6436×912.32元/t=587.17元 587.17+128=715.17元
絮凝劑用量 節約絮凝劑費用(元)
40mg/l=0.4t/萬t (0.4×900)-(0.2×900+0.002×26000)=128元
20mg/l=0.2t/萬t
0.2mg/l=0.002t/萬t
3 小結
(1)PAM和無機鋁鹽混凝劑聯用比單獨用無機鋁鹽混凝劑,可以使去濁效果明顯改善,而對去除CODMn和UV254改善很少;
(2)PAM和無機鋁鹽混凝劑聯用比單獨用無機鋁鹽混凝劑,可使污泥濕基重量減少40%左右;
(3)PAM和無機鋁鹽混凝劑聯用比單獨用無機鋁鹽混凝劑,可降低污泥處理費和凈水加葯費用,從而能降低總的凈水成本;
(4)用於飲用水處理的PAM,其單體AM含量均應小於0.05%,PAM投加率一般均少於1mg/l,足以保證飲用水的安全性。我國許多以地面水為水源的凈水廠(特別是原水濁度較高的凈水廠)在用混凝劑的同時,適量投加PAM,將具有很大的經濟效益和社會效益。
(5)陽離子型PAM的價格較高(一般為陰離子價格的兩倍左右),而非離子型PAM溶解性較差,對這兩種類型PAM和無機混凝劑聯用時的凈水效果,有待進一步探討。