1. 污水處理葯劑
污水處理葯劑,污水排放導致水資源、生活環境受到了嚴重污染,為了阻止這種現象的惡化,水處理行業研製了多款大型水處理設備,使其應用在人們生產生活污水治理中。有很多企業排放的污水中含有大量難降解物質通過單一的水處理設備是無法有效去除的,所以很多時候要依據污水水質的特殊性合理添加污水處理葯劑,使其處理後的污水符合國家排放標准。
2. 常用的污水處理葯劑有哪些
常用的有三種:
1、絮凝劑:有時又稱為混凝劑,可作為強化固液分離的手段,用於初沉池、回二沉池、浮選答池及三級處理或深度處理等工藝環節。
2、助凝劑:輔助絮凝劑發揮作用,加強混凝效果。
3、調理劑:又稱為脫水劑,用於對脫水前剩餘污泥的調理,其品種包括上述的部分絮凝劑和助凝劑。
3. 請問:PAM是污水處理用的絮凝劑,它代表什麼,具體的英文拼寫又是什麼
PAM=Pulse Amplitude Molation 脈幅調制
4. 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。
5. 污水處理廠用那些水處理葯劑
絮凝劑、阻垢分散劑、緩蝕阻垢劑、殺菌滅藻劑、緩蝕劑
6. pam是什麼用來污水處理
pam是聚丙烯醯胺。聚丙烯醯胺(PAM)為水溶性高分子聚合物,不溶於大多數有機溶劑,具有良好的絮凝性,可以降低液體之間的磨擦阻力,按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。
在原水處理中與活性炭等配合使用, 可用於生活水中懸浮顆粒的凝聚、澄清。
用有機絮凝劑丙烯醯胺代替無機絮凝劑, 即使不改造沉降池, 凈水能力也可提高 20%以上; 在污水處理中, 採用聚丙烯醯胺可以增加水回用循環的使用率, 還可用作污泥脫水; 工業水處理中用作一種重要的配方葯劑。聚丙烯醯胺在國外應用領域是水處理, 國內在此領域的應用正在推廣。
在飲用水處理與工業廢水處理中, 聚丙烯醯胺與無機絮凝劑配合使用, 可明顯改善水質;提高絮體強度與沉降速度。聚丙烯醯胺形成的絮體強度高, 沉降性能好, 從而提高固液分離速度。
(6)污水阻凝劑擴展閱讀
使用特性:
1、絮凝性:PAM能使懸浮物質通過電中和,架橋吸附作用,起絮凝作用。
2、粘合性:能通過機械的、物理的、化學的作用,起粘合作用。
3、降阻性:PAM能有效地降低流體的摩擦阻力,水中加入微量PAM就能降阻50-80%。
4、增稠性:PAM在中性和酸條件下均有增稠作用,當PH值在10以上PAM易水解。呈半網狀結構時,增稠將更明顯。
7. 怎樣正確使用絮凝劑處理廢水
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。
8. 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。
9. 廢水處理葯劑的絮凝劑工作原理
絮凝沉澱法是選用無機絮凝劑(如硫酸鋁)和有機陰離子型絮凝劑聚丙烯醯胺(PAM)配製成水溶液加入廢水中,便會產生壓縮雙電層,使廢水中的懸浮微粒失去穩定性,膠粒物相互凝聚使微粒增大,形成絮凝體、礬花。絮凝體長大到一定體積後即在重力作用下脫離水相沉澱,從而去除廢水中的大量懸浮物,從而達到水處理的效果。為提高分離效果,可適時、適量加入助凝劑。處理後的污水在色度、含鉻、懸浮物含量等方面基本上可達到排放標准,可以外排或用作人工注水採油的回注水。 無機絮凝劑為高價金屬鹽,如硫酸鋁、硫酸鐵、氯化鐵、四氯化鈦及無機酸和鹼。
氯化鐵的特性:1、水解速度快,水合作用弱。形成的礬花密實,沉降速度快。受水溫變化影響小,可以滿足在流動過程中產生剪切力的要求。2、固態產品為棕褐色,紅褐色粉末,極易溶於水。3、可有效去除源水中的鋁離子以及鋁鹽混凝後水中殘余的游離態鋁離子。4、適用范圍廣,生活飲用水,工業用水,生活用水,生活污水和工業污水處理等。5、用葯量少,處理效果好,比其它混凝劑節約10-20%費用。6、使用方法和包裝用途以及注意事項同聚合氯化鋁基本一樣。三氯化鐵是城市污水及工業廢水處理的高效廉價絮凝劑,具有顯著的沉澱重金屬及硫化物、脫色、脫臭、除油、殺菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。
硫酸鋁的特性:極易溶於水,硫酸鋁在純硫酸中不能溶解(只是共存),在硫酸溶液中與硫酸共同溶解於水,所以硫酸鋁在硫酸中溶解度就是硫酸鋁在水中的溶解度。常溫析出含有18分子結晶水,為18水硫酸鋁,工業上生產多為18水硫酸鋁。含無水硫酸鋁51.3%,即使100℃也不會自溶(溶於自身結晶水)。不易風化而失去結晶水,比較穩定,加熱會失水,高溫會分解為氧化鋁和硫的氧化物。加熱至770℃開始分解為氧化鋁、三氧化硫、二氧化硫和水蒸氣。溶於水、酸和鹼,不溶於乙醇。水溶液呈酸性。水解後生成氫氧化鋁。水溶液長時間沸騰可生成鹼式硫酸鋁。工業品為灰白色片狀、粒狀或塊狀,因含低鐵鹽而帶淡綠色,又因低價鐵鹽被氧化而使表面發黃。粗品為灰白色細晶結構多孔狀物。無毒,粉塵能刺激眼睛。
典型的例子是某些選礦廠往濃密池中加石灰以加速精礦的沉降,提高濃密與過濾的效率減少金屬的流失。
有機絮凝劑有機絮凝劑分為離子型和非離子型。 離子型絮凝劑,即能改變顆粒表面電荷,又能起橋鏈作用,引起絮凝。如我們經常使用的聚丙烯醯胺(也稱3絮凝劑)。用於加速濃密池精礦的快速沉降。從而降低精礦含水,較少金屬流失。 絮凝劑在選礦中的另一應用實例是選擇絮凝。通過向礦漿中加入絮凝劑和分散劑使有用礦粒選擇性絮凝沉降而脈石礦物仍處於分散狀態,從而到達有用礦物與脈石分離的目的。典型的例子是某些選礦廠往濃密池中加石灰以加速精礦的沉降,提高濃密與過濾的效率減少金屬的流失。 有機絮凝劑分為離子型和非離子型。
離子型絮凝劑,即能改變顆粒表面電荷,又能起橋鏈作用,引起絮凝。如我們經常使用的聚丙烯醯胺(也稱3絮凝劑)。用於加速濃密池精礦的快速沉降。從而降低精礦含水,較少金屬流失。
絮凝劑在選礦中的另一應用實例是選擇絮凝。通過向礦漿中加入絮凝劑和分散劑使有用礦粒選擇性絮凝沉降而脈石礦物仍處於分散狀態,從而到達有用礦物與脈石分離的目的。
絮凝劑的作用:一是去電作用,一是橋鏈作用。
所謂去電作用是:懸浮粒子間有相互作用力,它主要由於離子表面的ζ電位所引起的。帶相同電荷的顆粒,相互排斥而不容易絮凝,帶相反電荷的顆粒相互吸引發生絮凝。添加絮凝劑的目的就是降低顆粒表面的電荷從而降低顆粒相互接近時產生的斥力而使之絮凝。
所謂橋鏈作用是:絮凝劑分子不只吸附在一個顆粒上,特別是高分子絮凝劑的分子,在顆粒之間好像架一座橋一樣,將顆粒連接起來,通常稱為「橋鏈作用」使顆粒絮凝。
有機絮凝劑一般分子量比較大,通常達幾萬、幾十萬、甚至上百萬、故添加量很少即可起到橋鏈作用。通常配成1/萬數量級的極稀硫酸,添加量也就是毫升數量級。當然具體的添加量還需通過試驗來確定。
絮凝劑不可多加,多加後吸附絮凝劑的礦粒間相互排斥,破壞了橋鏈作用,反而不易絮凝。 聚丙烯醯胺由於具有高分子化合物的水溶性以及其主鏈上活潑的醯基,因而在石油開采、水處理、紡織印染、造紙、選礦、洗煤、醫葯、製糖、養殖、建材、農業等行業具有廣泛的應用,有「百業助劑」、 「萬能產品」之稱。
1 水處理領域
聚丙烯醯胺在水處理工業中的應用主要包括原水處理、污水處理和工業水處理3個方面。在原水處理中,聚丙烯醯胺與活性炭等配合使用,可用於生活水中懸浮顆粒的凝聚和澄清;在污水處理中。聚丙烯醯胺可用於污泥脫水;在工業水處理中,聚丙烯醯胺主要用作配方葯劑。在原水處理中,用有機絮凝劑聚丙烯醯胺代替無機絮凝劑,即使不改造沉降池,凈水能力也可提高20%以上。所以許多大中城市在供水緊張或水質較差時,都採用聚丙烯醯胺作為補充。在污水處理中,採用聚丙烯醯胺可以增加水回用循環的使用率。
2 石油採油領域
在石油開采中,聚丙烯醯胺主要用於鑽井泥漿材料以及提高採油率等方面,廣泛應用於鑽井、完井、固井、壓裂、強化採油等油田開采作業中,具有增粘、降濾失、流變調節、膠凝、分流、剖面調整等功能。我國油田開采已經步入中後期,為提高原油採收率,主要推廣聚合物驅油和三元復合驅油技術。通過注入聚丙烯醯胺水溶液,改善油水流速比,使采出物中原油含量提高。國外聚丙烯醯胺在油田方面的應用不多,我國由於特殊的地質條件,大慶油田和勝利油田已經開始廣泛採用聚合物驅油技術。
3 造紙領域
聚丙烯醯胺在造紙領域中廣泛用作駐留劑、助濾劑、均度劑等。它的作用是能夠提高紙張的質量,提高漿料脫水性能,提高細小纖維及填料的留著率,減少原材料的消耗以及對環境的污染等。聚丙烯醯胺在造紙中使用的效果取決於其平均分子量、離子性質、離子強度及其它共聚物的活性。非離子型聚丙烯醯胺主要用於提高紙漿的濾性,增加干紙強度,提高纖維及填料的留著率;陰離子型共聚物主要用作紙張的干濕增強劑和駐留劑;陽離子型共聚物主要用於造紙廢水處理和助濾作用,另外對於提高填料的留著率也有較好的效果。此外,聚丙烯醯胺還應用於造紙廢水處理和纖維回收。
4 紡織印染工業
在紡織工業中,聚丙烯醯胺作為織物後處理的上漿劑、整理劑,可以生成柔順、防皺、耐黴菌的保護層。利用它的吸濕性強的特點,能減少紡細紗時的斷線率;聚丙烯醯胺作後處理劑可以防止織物的靜電和阻燃;用作印染助劑時,聚丙烯醯胺可使產品附著牢度大、鮮艷度高,還可以作為漂白的非硅高分子穩定劑;此外,聚丙烯醯胺還可以用於紡織印染污水的高效凈化。
5 其他領域
在采礦、洗煤領域,採用聚丙烯醯胺作絮凝劑可促進采礦、洗煤回收水中固體物的沉降,使水澄清,同時可回收有用的固體顆粒,避免對環境造成污染;在製糖工業中,聚丙烯醯胺可加速蔗汁中細粒子的下沉,促進過濾和提高濾液的清澈度;在養殖工業中,聚丙烯醯胺可改善水質,增加水的透光性能,從而改善水的光合作用;在醫葯工業中,聚丙烯醯胺可用作分離抗菌素的絮凝劑、用作葯片的賦型粘接劑以及工藝水澄清劑等;在建材工業中,聚丙烯醯胺可用作塗料增稠分散劑、鋸石板材冷卻劑以及陶瓷粘接劑等;在農業上,聚丙烯醯胺作為高吸水性材料可用作土壤保濕劑以及種子培養劑等。在建築工業中,聚丙烯醯胺可以增強石膏水泥的硬度,加速石棉水泥的脫水速度。此外,聚丙烯醯胺還可用作天然或合成皮革的保護塗層以及無機肥料的造粒助劑等。
進口聚丙烯醯胺 聚丙烯醯胺 日本聚丙烯醯胺 日本三菱聚丙烯醯胺 陽離子聚丙烯醯胺
10. 污水處理接觸氧化池出水渾濁能不能投加絮凝劑改善
可以的。
1、絮凝性:PAM能使懸浮物質通過電中和,架橋吸附作用,起絮凝作用。
2、粘合性:能通過機械的、物理的、化學的作用,起粘合作用。
3、降阻性:PAM能有效地降低流體的摩擦阻力,水中加入微量PAM就能降阻50—80%。
4、增稠性:PAM在中性和酸條件下均有增稠作用,當PH值在10以上PAM易水解。呈半網狀結構時,增稠將更明顯。