【hbtysb.cn武漢純水設(shè)備】一.絮凝劑的原理與分類
原理:水中懸浮的顆粒粒徑小到一定程度時(shí),其布朗運(yùn)動的能量足以阻止重力的作用,而使顆粒不發(fā)生沉降。而且,微小顆粒表面一般都帶相同的負(fù)電荷,同種電荷之間的斥力顆粒不易合并變大,從而增加了懸浮液的穩(wěn)定性。絮凝劑為有機(jī)聚合物,并且有特定的電荷。絮凝過程就是加入正電荷,使顆粒“脫穩(wěn)”。顆粒間通過碰撞,相互吸引,結(jié)合變大,從而強(qiáng)化顆粒的沉淀效果。
作用:投加絮凝劑的作用主要是用來降低或消除水中分散微粒的沉淀穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性,使分散微粒凝聚,絮凝成聚集體而除去的懸浮物,武漢純水設(shè)備強(qiáng)化固液分離的一種手段。
分類:1.有機(jī)高分子絮凝劑常用的為PAM(聚丙烯酰胺);可溶于水,但溶解速度很慢,一般先配制成溶液后投加。分為陰離子型和陽離子型。陰離子型一般用于污水絮凝劑,陽離子型一般用于污泥脫水。PAM易吸水潮解成塊,保存地點(diǎn)必須干燥。
2.無機(jī)高分子絮凝劑常用的有PAC(聚合氯化鋁)、PFS(聚合硫酸鐵);易容于水,具有一定的腐蝕性。可以以溶液形式投加,也可以以顆粒形式投加。
二、影響絮凝劑使用的因素
(1)水溫
水溫影響絮凝劑的水解速度和礬花形成的速度及結(jié)構(gòu)。混凝的水解多是吸熱反應(yīng),水溫較低時(shí),水解速度慢且不完全。
低溫情況下,水的粘度大,布朗運(yùn)動減弱,絮凝劑膠體顆粒與水中雜質(zhì)顆粒的碰撞次數(shù)減少,同時(shí)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(jié)構(gòu)松散、顆粒細(xì)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(jī)高分子絮凝劑時(shí),水溫不能過高,高溫容易使有機(jī)高分子絮凝劑老化甚至分解生成不溶性物質(zhì),從而降低混凝效果。
(2)水的pH值
水的pH值對無機(jī)絮凝劑的使用效果影響很大,pH值的大小關(guān)系到選用絮凝劑的種類、投加量和混凝沉淀效果。水中的H+和OH-參與絮凝劑的水解反應(yīng),因此,pH值強(qiáng)烈影響絮凝劑的水解速度、水解產(chǎn)物的存在形態(tài)和性能。
以通過生成Al(OH)3帶電膠體實(shí)現(xiàn)混凝作用的鋁鹽為例,當(dāng)pH值﹤4時(shí),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(shí),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后,Al3+水解成AlO2-,混凝效果又變得很差。
水的堿度對pH值有緩沖作用,當(dāng)堿度不夠時(shí),應(yīng)添加石灰等藥劑予以補(bǔ)充。當(dāng)水的pH值偏高時(shí),則需要加酸調(diào)整pH值到中性。相比之下,高分子絮凝劑受pH值的影響較小。
(3)絮凝劑種類
絮凝劑的選擇主要取決于水中膠體和懸浮物的性質(zhì)及濃度。如果水中污染物主要呈膠體狀態(tài),則應(yīng)選無機(jī)絮凝劑使其脫穩(wěn)凝聚,如果絮體細(xì)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(jī)絮凝劑與高分子絮凝劑聯(lián)合使用,可明顯提高混凝效果,擴(kuò)大應(yīng)用范圍。對于高分子而言,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。
(4)水中雜質(zhì)成分
水中雜質(zhì)顆粒大小參差不齊對混凝有利,細(xì)小而均勻會導(dǎo)致混凝效果很差。雜質(zhì)顆粒濃度過低往往對混凝不利,此時(shí)回流沉淀物或投加助凝劑可提高混凝效果。武漢工業(yè)純水設(shè)備水中雜質(zhì)顆粒含有大量有機(jī)物時(shí),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(zhì)對混凝有不利影響。
(5)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藥量,通常都要通過試驗(yàn)確定,投加量過大可能造成膠體的再穩(wěn)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(jī)高分子絮凝劑的投加范圍是1~5mg/L。
(6)絮凝劑投加順序
當(dāng)使用多種絮凝劑時(shí),需要通過試驗(yàn)確定最佳投加順序。一般來說,當(dāng)無機(jī)絮凝劑與有機(jī)絮凝劑并用時(shí),應(yīng)先投加無機(jī)絮凝劑,再投加有機(jī)絮凝劑。
而處理雜質(zhì)顆粒尺寸在50μm以上時(shí),武漢實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備常先投加有機(jī)絮凝劑吸附架橋,再投加無機(jī)絮凝劑壓縮雙電層使膠體脫穩(wěn)。
(7)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(yīng)階段,既要創(chuàng)造足夠的碰撞機(jī)會和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長機(jī)會,又要防止已生成的小絮體被打碎,因此攪拌強(qiáng)度要逐步減小,反應(yīng)時(shí)間要足夠長。
三、絮凝劑的配制指南
1、聚合硫酸鐵(PFS)
1)取原水
2)調(diào)整其PH值為6-9;
3)用2ml注射器抽取配制好的PFS溶液,在強(qiáng)力攪拌下加入水樣中,直至觀察到有大量礬花形成,然后緩慢攪拌,觀察沉淀情況。記下所加的PFS量,以此初步確定PFS的用量;
4)按照上述方法,將廢水調(diào)成不同PH值后做燒杯混凝試驗(yàn),以確定最佳用藥PH值;
5)若有條件,做不同攪拌條件下用藥量,以確定最佳的混凝攪拌條件;
6)根據(jù)以上步驟所做試驗(yàn),可確定最佳加藥量,混凝攪拌條件等。
2、聚丙烯酰胺(PAM)
1) PAM是有機(jī)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,可溶于水,但溶解速度很慢;
2) 陰離子型一般用于廢水處理絮凝劑,陽離子型一般用于污泥脫水;
3) 作為絮凝劑時(shí)用藥量一般為1-2ppm,即每處理1噸廢水用藥量約為1
4) 使用時(shí)陰離子型一般配制成0.1%左右的水溶液,陽離子型可配制成0.1%-0.5%;
5) 配制溶液時(shí)應(yīng)先在溶解槽中加水,然后開啟攪拌機(jī),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(jié)塊形成“魚眼”而不能溶解;
6) 加完PAM后一般應(yīng)繼續(xù)攪拌30min以上,以確保其充分溶解;
7) 溶解后的PAM應(yīng)盡快使用,陰離子型一般不要超過36h,陽離子型溶解后很容易水解,應(yīng)24h內(nèi)使用。
3、PAC(聚合氯化鋁)
1) PAC為無機(jī)高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蝕性;
2) 根據(jù)原水水質(zhì)情況不同,使用前應(yīng)先做小試求得最佳用藥量(參考用量范圍:20-800ppm)
3) 為便于計(jì)算,實(shí)驗(yàn)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PAC
4) 使用時(shí)液體產(chǎn)品配成5-10%的水液,固體產(chǎn)品配成3-5%的水液(按商品重量計(jì)算);
5) 使用配制時(shí)按固體:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解后,再加水稀釋至上述濃度即可;
6) 低于1%溶液易水解,會降低使用效果;濃度太高易造成浪費(fèi),不容易控制加藥量;
7) 加藥按求得的最佳投加量投加;
8) 運(yùn)行中注意觀察調(diào)整,如見沉淀池礬花少、余濁大,則投加量過少;如見沉淀池礬花大且上翻、余濁高,則加藥量過大,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。