
1.廢(fei)水處理中常用(yong)藥劑的種類有哪些?為了使廢水處理后達標排放或進行回用,在處理過程需要使用多種化學藥劑。根據用途的不同,可以將這些藥劑分成以下幾類:
⑴絮凝劑:有時又稱為混凝劑,可作為強化固液分離的手段,用于初沉池、二沉池、浮選池及三級處理或深度處理等工藝環節。
⑵助凝劑:輔助絮凝劑發(fa)揮作用(yong),加強(qiang)混(hun)凝效果。⑶調(diao)理劑(ji):又稱(cheng)為(wei)脫水劑(ji),用于對(dui)脫水前剩余(yu)污泥的調(diao)理,其(qi)品(pin)種包括上述的部分絮凝劑(ji)和助(zhu)凝劑(ji)。⑷破乳劑(ji)(ji)(ji):有時也稱(cheng)脫穩劑(ji)(ji)(ji),主要用(yong)于對含有乳化油(you)的含油(you)廢(fei)水氣浮前的預處(chu)理,其(qi)品種(zhong)包括上述的部(bu)分絮凝(ning)劑(ji)(ji)(ji)和助凝(ning)劑(ji)(ji)(ji)。⑸消泡劑:主要用于消除曝氣(qi)或攪拌過程中(zhong)出現的大量泡沫。⑹pH調整劑:用于將酸性(xing)廢水和(he)堿性(xing)廢水的pH值調整為中性(xing)。⑺氧化(hua)還原劑:用于含有氧化(hua)性物質(zhi)或還原性物質(zhi)的工業廢水(shui)的處理(li)。⑻消(xiao)毒(du)劑(ji):用(yong)于(yu)在廢(fei)水處(chu)理(li)后排放或(huo)回用(yong)前的(de)消(xiao)毒(du)處(chu)理(li)。
以上藥劑的種類雖然很多,但一種藥劑在不同的場合使用,起到的作用不同,也就會擁有不同的稱呼。比如說Cl2,應用在加強污水的混凝處理效果時被稱為助凝劑,用于氧化廢水中的氰化物或有機物時被稱為氧化劑,用于消毒處理自然就被稱為消毒劑。
2.什(shen)么是(shi)絮凝劑(ji)?其作用(yong)是(shi)什(shen)么?
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,還可用于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。
在應用(yong)傳統的(de)(de)絮凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)時,可(ke)以使用(yong)投加(jia)(jia)助(zhu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)方(fang)法來加(jia)(jia)強(qiang)絮凝(ning)(ning)(ning)效(xiao)果。例如把活化硅酸作(zuo)為硫酸亞鐵(tie)、硫酸鋁等無機絮凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)助(zhu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)并分(fen)(fen)前(qian)后順序(xu)投加(jia)(jia),可(ke)以取得很好的(de)(de)絮凝(ning)(ning)(ning)作(zuo)用(yong)。因此(ci),通俗地講,無機高(gao)分(fen)(fen)子絮凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)IPF其實就是把助(zhu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)與絮凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)結合(he)在一起制備然后合(he)并投加(jia)(jia)來簡化用(yong)戶的(de)(de)操作(zuo)。混凝處(chu)理(li)(li)通常(chang)置于固液(ye)分離(li)設(she)施(shi)(shi)前,與分離(li)設(she)施(shi)(shi)組合起來、有效(xiao)地(di)(di)去(qu)(qu)除原(yuan)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)粒度(du)為(wei)1nm~100μm的(de)(de)懸浮物(wu)(wu)和(he)膠體(ti)物(wu)(wu)質,降低出水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)度(du)和(he)CODCr,可(ke)用在污(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)流程的(de)(de)預處(chu)理(li)(li)、深度(du)處(chu)理(li)(li),也可(ke)用于剩余(yu)污(wu)泥(ni)處(chu)理(li)(li)。混凝處(chu)理(li)(li)還(huan)可(ke)有效(xiao)地(di)(di)去(qu)(qu)除水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)微(wei)生物(wu)(wu)、病原(yuan)菌,并可(ke)去(qu)(qu)除污(wu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)乳化油、色度(du)、重金屬(shu)離(li)子及(ji)其他一些污(wu)染物(wu)(wu),利用混凝沉淀處(chu)理(li)(li)污(wu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)含有的(de)(de)磷時去(qu)(qu)除率可(ke)高達90~95%,是最(zui)便宜而又(you)高效(xiao)的(de)(de)除磷方(fang)法。水中膠體顆粒微小、表面水化和帶電使其具有穩定性,絮凝劑投加到水中后水解成帶電膠體與其周圍的離子組成雙電層結構的膠團。采用投藥后快速攪拌的方式,促進水中膠體雜質顆粒與絮凝劑水解成的膠團的碰撞機會和次數。水中的雜質顆粒在絮凝劑的作用下首先失去穩定性,然后相互凝聚成尺寸較大的顆粒,再在分離設施中沉淀下去或漂浮上來。
攪拌產生的速度梯度G和攪拌時間T的乘積GT可以間接表示在整個反應時間內顆粒碰撞的總次數,通過改變GT值可以控制混凝反應效果。一般控制GT值在104~105之間,考慮到雜質顆粒濃度對碰撞的影響,可以用GTC值作為表征混凝效果的控制參數,其中C表示污水中雜質顆粒的質量濃度,而且建議GTC值在100左右。
促使絮凝劑迅速向水中擴散,并與全部廢水混合均勻的過程就是混合。水中的雜質顆粒與絮凝劑作用,通過壓縮雙電層和電中和等機理,失去或降低穩定性,生成微絮粒的過程稱為凝聚。凝聚生成微絮粒在架橋物質和水流的攪動下,通過吸附架橋和沉淀物網捕等機理成長為大絮體的過程稱為絮凝。混合、凝聚和絮凝合起來稱為混凝,混合過程一般在混合池中完成,凝聚和絮凝在反應池中進行。
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。按照化學成分,絮凝劑可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑以及微生物絮凝劑三大類。
無機絮凝劑包括鋁鹽、鐵鹽及其聚合物。有機絮凝劑按照聚合單體帶電集團的電荷性質,可分為陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性型等幾種,按其來源又可分為人工合成和天然高分子絮凝劑兩大類。在實際應用中,往往根據無機絮凝劑和有機絮凝劑性質的不同,把它們加以復合,制成無機有機復合型絮凝劑。微生物絮凝劑則是現代生物學與水處理技術相結合的產物,是當前絮凝劑研究發展和應用的一個重要方向。
傳統應用的無機絮凝劑為低分子的鋁鹽和鐵鹽,鋁鹽主要有硫酸鋁(AL2(SO4)3∙18H2O)、明礬(AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O)、鋁酸鈉(NaALO3),鐵鹽主要有三氯化鐵(FeCL3∙6H20)、硫酸亞鐵(FeSO4∙6H20)和硫酸鐵(Fe2(SO4)3∙2H20)。
一般來講,無機絮凝劑具有原(yuan)料易得,制備簡便、價格(ge)便宜、處(chu)理效(xiao)果適中(zhong)等(deng)特點(dian),因而在水處(chu)理中(zhong)應用較(jiao)多。6.無機絮凝劑(ji)硫(liu)酸鋁的特點有哪些?自19世紀末美國最先將硫酸鋁用于給水處理并取得專利以來,硫酸鋁就以卓越的凝聚沉降性能而被廣泛應用。硫酸鋁是目前世界上使用最多的絮凝劑,全世界年產硫酸鋁約500萬噸,其中將近一半用于水處理領域。市售硫酸鋁有固、液兩種形態,固態的又按其中不溶物的含量分為精制和粗制兩種,我國民間常用于飲用水凈化的固態產品明礬,就是硫酸鋁與硫酸鉀的復鹽,但在工業水及廢水處理中應用不多。
硫酸鋁(lv)適(shi)用(yong)的(de)pH值(zhi)范(fan)圍(wei)(wei)與原(yuan)水(shui)的(de)硬(ying)度有關,處(chu)理(li)軟水(shui)時(shi),適(shi)宜(yi)(yi)pH值(zhi)為(wei)(wei)5~6.6,處(chu)理(li)中硬(ying)水(shui)時(shi),適(shi)宜(yi)(yi)pH值(zhi)為(wei)(wei)6.6~7.2,處(chu)理(li)高硬(ying)水(shui),適(shi)宜(yi)(yi)pH值(zhi)為(wei)(wei)7.2~7.8。硫酸鋁(lv)適(shi)用(yong)的(de)水(shui)溫范(fan)圍(wei)(wei)是20oC~40oC,低于10oC時(shi)混(hun)凝效果(guo)很差。硫酸鋁(lv)的(de)腐蝕(shi)性較(jiao)小、使(shi)用(yong)方便(bian),但水(shui)解反(fan)應慢,需要消耗一(yi)定的(de)堿量。7.無(wu)機絮凝劑三氯化鐵的特點有(you)哪些?三氯化鐵是另一種常用的無機低分子凝聚劑,產品有固體的黑褐色結晶體,也有較高濃度的液體。其具有易溶于水,礬花大而重,沉淀性能好,對溫度、水質及pH的適應范圍寬等優點。三氯化鐵的適用pH值范圍是9~11,形成的絮體密度大,容易沉淀,低溫或高濁度時效果仍很好。固體三氯化鐵具有強烈的吸水性,腐蝕性較強,易腐蝕設備,對溶解和投加設備的防腐要求較高,具有刺激性氣味,操作條件較差。
三(san)氯化鐵(tie)的(de)(de)作用(yong)(yong)機理是利用(yong)(yong)三(san)價鐵(tie)離(li)子逐級水解生(sheng)成(cheng)的(de)(de)各種(zhong)羥基(ji)(ji)鐵(tie)離(li)子來(lai)實(shi)現對水中雜質顆粒(li)的(de)(de)絮凝,而羥基(ji)(ji)鐵(tie)離(li)子的(de)(de)形成(cheng)需(xu)要利用(yong)(yong)水中大量(liang)的(de)(de)羥基(ji)(ji),因此使用(yong)(yong)過程中會消耗大量(liang)的(de)(de)堿(jian),當(dang)原(yuan)水堿(jian)度不(bu)夠時,需(xu)要補充石灰等(deng)堿(jian)源。硫酸亞鐵俗(su)稱(cheng)綠礬,形成絮(xu)凝體快而穩(wen)定,沉(chen)淀時間短(duan),適用于(yu)堿(jian)度(du)高、濁度(du)大(da)的情況,但色(se)度(du)不易除凈,腐(fu)蝕(shi)性也較強(qiang)。8.無(wu)機高分子絮凝(ning)劑的(de)種類有哪些?無機高分子絮凝劑(IPF)是從60年代起發展起來的新型絮凝劑,目前,IPF的生產和應用在全世界都取得了迅速進展。鋁、鐵和硅類的無機高分子絮凝劑實際上分別是它們由水解、溶膠到沉淀過程的中間產物,即Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羥基和氧基聚合物。鋁和鐵是陽離子型荷正電,硅是陰離子型荷負電,它們在水溶態的單元分子量約為數百到數千,可以相互結合成為具有分形結構的集聚體。它們的凝聚—絮凝過程是對水中顆粒物的電中和與粘附架橋兩種作用的綜合體現。水中懸浮顆粒的粒度在納米到微米級,大多帶負電荷,因此絮凝劑及其形態的電荷正負、電性強弱和分子量、聚集體的粒度大小是決定其絮凝效果的主要因素。目前無機高分子絮凝劑的種類已有幾十種(主要品種見表8--1),產量也達到絮凝劑總產量的30%~60%,其中廣泛使用的為聚合氯化鋁。
| 聚(ju)合氯化鋁(lv)(lv)(PAC、PACL),聚(ju)合硫酸鋁(lv)(lv)(PAS),聚(ju)合氯化鐵(PFC),聚(ju)合硫酸鐵(PFS),聚(ju)合磷酸鋁(lv)(lv)(PAP),聚(ju)合磷酸鐵(PEP) |
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| 聚(ju)(ju)(ju)合氯化(hua)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)鐵(tie)(tie)(PAFC),聚(ju)(ju)(ju)合硫酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)鐵(tie)(tie)(PAFS),聚(ju)(ju)(ju)合硅酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(PASiC,PASiS),聚(ju)(ju)(ju)合硅酸(suan)(suan)鐵(tie)(tie)(PFSiC,PFSiS),聚(ju)(ju)(ju)合硅酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)鐵(tie)(tie)(PAFSi),聚(ju)(ju)(ju)合磷酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)鐵(tie)(tie)(PAFP),聚(ju)(ju)(ju)合磷酸(suan)(suan)氯化(hua)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(PAPCL),聚(ju)(ju)(ju)合氯化(hua)硫酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(PASCL),聚(ju)(ju)(ju)合氯化(hua)硫酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)鐵(tie)(tie)(PAFSCL),聚(ju)(ju)(ju)合復(fu)合型鋁(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈣,聚(ju)(ju)(ju)合硅酸(suan)(suan)硫酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(PSiAS) |
| 聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)鋁(lv)-聚(ju)(ju)(ju)(ju)丙烯酰胺(an)(PACM),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)鐵(tie)-聚(ju)(ju)(ju)(ju)丙烯酰胺(an)(PFCM),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)鋁(lv)-陽(yang)離(li)子有機高分子(PCAT),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)鐵(tie)-陽(yang)離(li)子有機高分子(PCFT),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)鋁(lv)-甲殼(ke)素(PAPCh) |
| 聚(ju)合氯化鋁(PAC、PACL),聚(ju)合硫酸(suan)鋁(PAS),聚(ju)合氯化鐵(tie)(PFC),聚(ju)合硫酸(suan)鐵(tie)(PFS),聚(ju)合磷(lin)酸(suan)鋁(PAP),聚(ju)合磷(lin)酸(suan)鐵(tie)(PEP) |
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| 聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)氯(lv)化(hua)鋁(lv)(lv)(lv)鐵(PAFC),聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)硫酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)鐵(PAFS),聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)硅酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)(PASiC,PASiS),聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)硅酸(suan)(suan)鐵(PFSiC,PFSiS),聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)硅酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)鐵(PAFSi),聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)磷酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)鐵(PAFP),聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)磷酸(suan)(suan)氯(lv)化(hua)鋁(lv)(lv)(lv)(PAPCL),聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)氯(lv)化(hua)硫酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)(PASCL),聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)氯(lv)化(hua)硫酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)鐵(PAFSCL),聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)復合(he)(he)(he)(he)(he)(he)型鋁(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈣,聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)硅酸(suan)(suan)硫酸(suan)(suan)鋁(lv)(lv)(lv)(PSiAS) |
| 聚(ju)合鋁(lv)-聚(ju)丙(bing)烯(xi)酰(xian)胺(an)(PACM),聚(ju)合鐵-聚(ju)丙(bing)烯(xi)酰(xian)胺(an)(PFCM),聚(ju)合鋁(lv)-陽(yang)離(li)子(zi)有機高分子(zi)(PCAT),聚(ju)合鐵-陽(yang)離(li)子(zi)有機高分子(zi)(PCFT),聚(ju)合鋁(lv)-甲殼(ke)素(PAPCh) |
9.無機(ji)高分(fen)子絮凝劑(ji)的特點有哪些?Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羥基和氧基聚合物都會進一步結合為聚集體,在一定條件下保持在水溶液中,其粒度大致在納米級范圍,以此發揮凝聚—絮凝作用會得到低投加量高效果的結果。若比較它們的反應聚合速度,由Al→Fe→Si是趨于強烈的,同時由羥基橋聯轉為氧基橋聯的趨勢也按此順序。因此,鋁聚合物的反應較緩和,形態較穩定,鐵的水解聚合物則反應迅速,容易失去穩定而發生沉淀,硅聚合物則更趨于生成溶膠及凝膠顆粒。
IPF的(de)(de)優點(dian)反映(ying)在它(ta)比(bi)傳統絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)如硫酸鋁、氯化鐵的(de)(de)效能更優異,而比(bi)有機高分子(zi)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)(OPF)價格(ge)低(di)廉。現在它(ta)成功地應用(yong)在給水、工(gong)業廢水以(yi)及城(cheng)市污水的(de)(de)各種處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)流(liu)程,包括預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)、中(zhong)間(jian)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)和深度處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)中(zhong),逐漸成為主流(liu)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)。但是,在形態、聚合(he)度及相(xiang)應的(de)(de)凝(ning)(ning)聚—絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)效果方面,無機高分子(zi)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)仍處(chu)(chu)(chu)于傳統金屬鹽絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)與有機高分子(zi)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)之(zhi)間(jian)的(de)(de)位置。其分子(zi)量和粒度大小以(yi)及絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)架橋能力(li)仍比(bi)有機絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)差很多,而且(qie)還(huan)存在對進(jin)(jin)一步水解反應的(de)(de)不穩定(ding)性問題。IPF的(de)(de)這些(xie)弱點(dian)促(cu)進(jin)(jin)了各種復合(he)型(xing)無機高分子(zi)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)研(yan)究和開發。聚合氯化鋁(PAC),又稱堿式氯化鋁,化學式為ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一種多價電解質,能顯著地降低水中粘土類雜質(多帶負電荷)的膠體電荷。由于相對分子質量大,吸附能力強,形成的絮凝體較大,絮凝沉淀性能優于其他絮凝劑。PAC聚合度較高,投加后快速攪拌,可以大大縮短絮凝體形成時間。PAC受水溫影響較小,低水溫時使用效果也很好。它對水的pH值降低較少,適用的pH范圍寬(可在pH=5~9范圍內使用),故可不投加堿劑。PAC的投加量少,產泥量也少,且使用、管理、操作都較方便,對設備、管道等腐蝕性也小。因此,PAC在水處理領域有逐步替代硫酸鋁的趨勢,其缺點是價格較高。
另外(wai),從(cong)溶液(ye)化(hua)學的(de)(de)(de)角度看,PAC是(shi)鋁鹽(yan)水解—聚合—沉(chen)淀(dian)反應過程的(de)(de)(de)動(dong)力學中(zhong)間產物(wu),熱(re)力學上(shang)是(shi)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de),一(yi)般液(ye)體PAC產品均應在半(ban)年內使用(yong)。添加某些無(wu)機鹽(yan)(如(ru)(ru)(ru)CaCl2、MnCl2等(deng))或(huo)高(gao)(gao)分(fen)子(如(ru)(ru)(ru)聚乙(yi)烯醇、聚丙烯酰胺(an)等(deng))可提(ti)高(gao)(gao)PAC的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing),同時可增加凝(ning)聚能力。從(cong)生產工藝講,在PAC的(de)(de)(de)制(zhi)造過程中(zhong)引入一(yi)種(zhong)或(huo)幾種(zhong)不(bu)同的(de)(de)(de)陰離(li)子(如(ru)(ru)(ru)SO42-、PO43-等(deng)),利用(yong)增聚作(zuo)用(yong)可以在一(yi)定(ding)程度上(shang)改變聚合物(wu)的(de)(de)(de)結構和形態分(fen)布,進而(er)提(ti)高(gao)(gao)PAC的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和功效;如(ru)(ru)(ru)果(guo)在PAC的(de)(de)(de)制(zhi)造過程中(zhong)引入其它陽離(li)子組(zu)分(fen),如(ru)(ru)(ru)Fe3+,使Al3+和Fe3+交(jiao)錯(cuo)水解聚合,可制(zhi)得(de)復合絮凝(ning)劑聚合鋁鐵。三氧化(hua)二(er)(er)鋁含量(liang)是聚合氯化(hua)鋁有效(xiao)成分的(de)衡量(liang)指標,一般(ban)而言(yan),絮(xu)凝劑(ji)產品密度(du)越大,三氧化(hua)二(er)(er)鋁含量(liang)越高。一般(ban)來說(shuo),堿化(hua)度(du)越高的(de)聚合氯化(hua)鋁吸(xi)附架橋能力越好,但因接近[Al(OH)3]n而易產生沉淀,因此穩定性也較(jiao)差。11.PAC的(de)堿化度是什(shen)么(me)?由于聚合氯化鋁可以看作是AlCl3逐步水解轉化為Al(OH)3過程中的中間產物,也就是Cl-逐步被羥基OH-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。
實踐表明,堿(jian)化(hua)(hua)度(du)(du)是聚合(he)氯化(hua)(hua)鋁(lv)的(de)(de)最重要指標之(zhi)一,聚合(he)氯化(hua)(hua)鋁(lv)的(de)(de)聚合(he)度(du)(du)、電荷量、混(hun)凝效果(guo)、成品的(de)(de)pH值、使用(yong)時(shi)的(de)(de)稀釋率和儲存的(de)(de)穩定(ding)性等(deng)都與堿(jian)化(hua)(hua)度(du)(du)有密切關(guan)系。常用(yong)聚合(he)氯化(hua)(hua)鋁(lv)的(de)(de)堿(jian)化(hua)(hua)度(du)(du)多為50%~80%。12.復(fu)合絮凝劑(ji)的(de)特點(dian)和(he)使(shi)用的(de)注意事(shi)項(xiang)有(you)哪些?復合絮凝劑有各種成分,其主要原料是鋁鹽、鐵鹽和硅酸鹽。從制造工藝方面講,它們可以預先分別羥基化聚合再加以混合,也可以先混合再加以羥基化聚合,但最終總是要形成羥基化的更高聚合度的無機高分子形態,才能達到優異的絮凝效果。復合劑中每種組分在總體結構和凝聚—絮凝過程中都會發揮一定作用,但在不同的方面,可能有正效應,也可能有負效應。
IPF產品通常要綜合考慮穩定(ding)性、電中(zhong)和(he)(he)(he)能力和(he)(he)(he)吸附架(jia)橋能力三種因素。聚(ju)(ju)合鋁(lv)、聚(ju)(ju)合鐵(tie)類絮(xu)凝劑的(de)(de)弱點是分子(zi)量和(he)(he)(he)粒(li)度(du)尚(shang)不夠高而聚(ju)(ju)集體的(de)(de)粘(zhan)附架(jia)橋能力不夠強(qiang),因而需(xu)要加入(ru)粒(li)度(du)較大的(de)(de)硅(gui)聚(ju)(ju)合物來增強(qiang)絮(xu)凝性能。但加入(ru)陰離子(zi)型(xing)的(de)(de)硅(gui)聚(ju)(ju)合物后,總(zong)體電荷會有所降低,從而減(jian)弱了電中(zhong)和(he)(he)(he)能力。因此,目前的(de)復合絮凝(ning)劑(ji)即使制造質量優良,與聚(ju)合鋁相比(bi),其效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)只能提高10~30%。作為使用IPF的(de)廢水(shui)處理技(ji)術人(ren)員,必(bi)須了(le)解不同種類(lei)復合絮凝(ning)劑(ji)的(de)特性(xing)、適(shi)應性(xing)、優點及不足是(shi)同樣重要的(de)。在(zai)選用最合適(shi)的(de)絮凝(ning)劑(ji)和投加(jia)工藝操作程序時,只有根據廢水(shui)水(shui)質特點,仔細分析(xi)和判斷(duan),才能獲得最佳的(de)處理效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。13.人工(gong)合成有(you)機高分子絮凝(ning)劑的種(zhong)類有(you)哪(na)些?人工合成有機高分子絮凝劑多為聚丙烯、聚乙烯物質,如聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺等。這些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。
目前使(shi)(shi)用較多的高分(fen)子絮凝(ning)(ning)劑(ji)是陰離子型,它們對(dui)水中負電膠體雜質只能(neng)發揮(hui)助凝(ning)(ning)作(zuo)用。往往不能(neng)單獨使(shi)(shi)用,而是配合(he)鋁鹽(yan)、鐵鹽(yan)使(shi)(shi)用。陽離子型絮凝(ning)(ning)劑(ji)能(neng)同時發揮(hui)凝(ning)(ning)聚和絮凝(ning)(ning)作(zuo)用而單獨使(shi)(shi)用,故(gu)得到(dao)較快發展。我(wo)(wo)國(guo)當前使用(yong)較多的(de)(de)是聚(ju)(ju)丙烯酰胺(an)類非離子型高(gao)(gao)聚(ju)(ju)物,常與鐵、鋁(lv)鹽合用(yong)。利用(yong)鐵、鋁(lv)鹽對(dui)膠體微(wei)粒的(de)(de)電性(xing)中(zhong)和(he)(he)作用(yong)和(he)(he)高(gao)(gao)分(fen)子絮(xu)(xu)凝劑優異的(de)(de)絮(xu)(xu)凝功能,從而得到滿意的(de)(de)處理效(xiao)果(guo)。聚(ju)(ju)丙烯酰胺(an)在使用(yong)中(zhong)具(ju)有投量(liang)少,凝聚(ju)(ju)速度快,絮(xu)(xu)凝體粒大強韌的(de)(de)特點(dian)。我(wo)(wo)國(guo)目前生產的(de)(de)人工合成有機(ji)高(gao)(gao)分(fen)子絮(xu)(xu)凝劑中(zhong)80%是這種產品。14.聚丙烯酰胺類絮(xu)凝(ning)劑的特點有哪些?聚丙烯酰胺PAM是一種目前應用最廣泛的人工合成有機高分子絮凝劑,有時也被用作助凝劑。聚丙烯酰胺的生產原料是聚丙烯腈CH2=CHCN,在一定條件下,丙烯腈水解生成丙烯酰胺,丙烯酰胺再通過懸浮聚合得到聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺屬于水溶性樹脂,產品有粒狀固體和一定濃度的粘稠水溶液兩種。
聚丙烯酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)在(zai)水的(de)實(shi)際存(cun)在(zai)形(xing)態是(shi)無(wu)規線(xian)團,由(you)于(yu)無(wu)規線(xian)團具(ju)有(you)(you)一(yi)定的(de)粒(li)徑尺(chi)寸(cun),其(qi)(qi)表面又有(you)(you)一(yi)些酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)基團,因(yin)此能(neng)(neng)(neng)夠(gou)起到相(xiang)應(ying)的(de)架橋和吸附(fu)能(neng)(neng)(neng)力(li),即具(ju)有(you)(you)一(yi)定的(de)絮(xu)凝(ning)能(neng)(neng)(neng)力(li)。但(dan)由(you)于(yu)聚丙烯酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)長鏈卷曲(qu)成線(xian)團,使(shi)其(qi)(qi)架橋范圍較小,兩(liang)個酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)基締結(jie)后,相(xiang)當于(yu)作用相(xiang)互抵消而喪失兩(liang)個吸附(fu)位,再加上部分酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)基卷藏(zang)在(zai)線(xian)團結(jie)構(gou)的(de)內部,不(bu)能(neng)(neng)(neng)與水中(zhong)的(de)雜質顆粒(li)相(xiang)接觸和吸附(fu),所以其(qi)(qi)擁有(you)(you)的(de)吸附(fu)能(neng)(neng)(neng)力(li)不(bu)能(neng)(neng)(neng)充分發揮。為了使締結在(zai)一起的(de)(de)酰胺(an)基再次分(fen)(fen)開(kai)、內藏的(de)(de)酰胺(an)基也能暴露在(zai)外表(biao),人們設(she)法(fa)(fa)將無規線團適當(dang)延伸展開(kai),甚至(zhi)設(she)法(fa)(fa)在(zai)長分(fen)(fen)子(zi)(zi)鏈上增加一些(xie)帶有(you)陽離(li)子(zi)(zi)或陰離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)基團,同時(shi)提高吸附架橋能力和電中和壓縮雙電層的(de)(de)作(zuo)用。這樣一來,在(zai)PAM的(de)(de)基礎上又衍(yan)生出一系列性質各異的(de)(de)聚丙烯酰胺(an)類絮(xu)凝(ning)劑或助凝(ning)劑。比如說在(zai)聚(ju)丙(bing)烯(xi)酰(xian)胺溶液(ye)中加(jia)堿,使(shi)(shi)部分(fen)鏈(lian)(lian)節(jie)上的(de)酰(xian)胺基轉化為羧(suo)酸(suan)鈉(na),而羧(suo)酸(suan)鈉(na)在(zai)水中容(rong)易離(li)(li)解出鈉(na)離(li)(li)子,使(shi)(shi)COO-基保留在(zai)支鏈(lian)(lian)上,因(yin)此(ci)生成部分(fen)水解的(de)陰離(li)(li)子型聚(ju)丙(bing)烯(xi)酰(xian)胺。陰離(li)(li)子型聚(ju)丙(bing)烯(xi)酰(xian)胺分(fen)子結構(gou)上的(de)COO-基使(shi)(shi)分(fen)子鏈(lian)(lian)帶有負電荷,彼(bi)此(ci)相斥將原來締結在(zai)一(yi)起的(de)酰(xian)胺基拉(la)開(kai),促使(shi)(shi)分(fen)子鏈(lian)(lian)由(you)線團狀逐漸伸(shen)展成長鏈(lian)(lian)狀,從而使(shi)(shi)架橋(qiao)范圍擴大(da)、提(ti)高絮(xu)凝(ning)能力,作為助凝(ning)劑其優勢表現得更(geng)為出色。陰(yin)離子(zi)型聚丙烯酰胺的(de)使用效果與其“水解度(du)(du)”有關,“水解度(du)(du)”過小會導致混凝或(huo)助凝效果較差(cha),“水解度(du)(du)”過大會增加(jia)制作(zuo)成本。15.什么(me)是陰(yin)離子型聚丙烯酰胺的水解度(du)?陰離子型聚丙烯酰胺“水解度”是水解時PAM分子中酰胺基轉化成羧基的百分比,但由于羧基數測定很困難,實際應用中常用“水解比”即水解時氫氧化鈉用量與PAM用量的重量比來衡量。
水(shui)解比過(guo)大,加堿費用較(jiao)高,水(shui)解比過(guo)小,又會使反應不足、陰離(li)子型聚丙烯酰胺的(de)混凝或助(zhu)凝效果較(jiao)差。一(yi)般將水(shui)解比控制在20%左右,水(shui)解時間控制在2~4h。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,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后,Al3+水解成AlO2-,混凝效果又變得很差。
水的(de)堿(jian)度(du)(du)對pH值有緩沖作用(yong),當(dang)堿(jian)度(du)(du)不夠時,應(ying)添加石灰(hui)等藥劑予以(yi)補(bu)充(chong)。當(dang)水的(de)pH值偏(pian)高時,則(ze)需要加酸調整pH值到中性。相比之下,高分(fen)子絮(xu)凝劑受pH值的(de)影響(xiang)較小。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,而且結構松散、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。
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,此時回流沉淀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。
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。
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。
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并用時,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。
在混合階(jie)段,要(yao)求絮(xu)凝(ning)劑與水迅速均勻地混合,而到了反應階(jie)段,既要(yao)創造足(zu)夠的(de)(de)碰撞機會和良(liang)好的(de)(de)吸附條件讓絮(xu)體有足(zu)夠的(de)(de)成長(chang)機會,又要(yao)防止已生成的(de)(de)小絮(xu)體被打(da)碎,因此攪拌強(qiang)度要(yao)逐步減小,反應時間要(yao)足(zu)夠長(chang)。天然有機高分子絮凝劑在水處理中應用具有悠久的歷史,直到今天,天然高分子化合物仍是一類重要的絮凝劑,只是使用量遠低于人工合成高分子絮凝劑,原因是天然高分子絮凝劑電荷密度較小,分子量較低,且易發生生物降解而失去絮凝活性。
與(yu)人工合成的絮(xu)凝(ning)劑(ji)相(xiang)比,天然有機高分(fen)子絮(xu)凝(ning)劑(ji)的毒性(xing)小,提(ti)取工藝簡單,無論是(shi)化學(xue)成分(fen)還是(shi)生產工藝,都能很(hen)好地與(yu)自(zi)然和(he)諧一致,因(yin)此研究(jiu)、利(li)用這些自(zi)然資源用作(zuo)水處理(li)藥劑(ji)成為當前的熱點,這與(yu)全球重視合理(li)利(li)用資源,保護和(he)改善環境的形(xing)勢密不(bu)可分(fen)。目前天然高分(fen)子(zi)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)的(de)種(zhong)(zhong)類(lei)(lei)很多,按照其(qi)主要天然成分(fen)(包括(kuo)改性所用的(de)基(ji)質成分(fen)),可(ke)以分(fen)為:殼聚糖類(lei)(lei)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)、改性淀粉絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)、改性纖維(wei)素(su)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)、木質素(su)類(lei)(lei)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)、樹膠(jiao)類(lei)(lei)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)、褐藻膠(jiao)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)、動物膠(jiao)和(he)明(ming)膠(jiao)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)等。這些天然高分(fen)子(zi)多數具有多糖結(jie)構(gou),其(qi)中淀粉主鏈中僅含有一種(zhong)(zhong)單(dan)糖結(jie)構(gou),屬(shu)于同(tong)多糖;殼聚糖、樹膠(jiao)、褐藻膠(jiao)等含有多種(zhong)(zhong)單(dan)糖結(jie)構(gou),屬(shu)于雜(za)多糖;木質素(su)是一種(zhong)(zhong)特(te)殊的(de)芳(fang)香型天然高聚物;動物膠(jiao)和(he)明(ming)膠(jiao)屬(shu)于蛋白質類(lei)(lei)物質。18.使用高(gao)分(fen)子有(you)機(ji)絮凝(ning)劑時,應注意(yi)哪些事項?有機高分子絮凝劑屬于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制成水溶液再投加到待處理水中。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礬花,影響投加后的使用效果。
對固(gu)體(ti)有(you)機(ji)高分(fen)子絮凝劑進行溶(rong)解時,固(gu)體(ti)顆(ke)粒(li)的(de)(de)投加點一定要在(zai)水流(liu)紊(wen)動(dong)最強烈的(de)(de)地方,同時一定要以(yi)(yi)最小投加量向溶(rong)藥池中緩慢投入(ru),使固(gu)體(ti)顆(ke)粒(li)分(fen)散進入(ru)水中,以(yi)(yi)防固(gu)體(ti)投加量太快(kuai)在(zai)水中分(fen)散不(bu)及而相互粘結(jie)形成(cheng)團塊(kuai),團塊(kuai)的(de)(de)結(jie)構(gou)是內(nei)部有(you)固(gu)體(ti)顆(ke)粒(li)、外部包圍部分(fen)水解物,這樣的(de)(de)團塊(kuai)一旦形成(cheng),往(wang)往(wang)要花費很長時間(jian)才(cai)能(neng)再均(jun)勻地溶(rong)入(ru)水中,在(zai)連續溶(rong)藥池中甚至可(ke)以(yi)(yi)存在(zai)長達(da)數天(tian)。固(gu)體顆粒的(de)(de)投加點(dian)一定要遠(yuan)離機(ji)械攪拌器的(de)(de)攪拌軸(zhou),因為(wei)攪拌軸(zhou)通(tong)常是(shi)溶藥池中(zhong)水流(liu)紊動性(xing)最(zui)差的(de)(de)地(di)方(fang),溶解不充(chong)分的(de)(de)有(you)機(ji)高分子絮凝劑經常會附著在軸(zhou)上,日益(yi)積累,有(you)時(shi)可(ke)以形成相(xiang)當(dang)大(da)的(de)(de)粘(zhan)(zhan)團,如果(guo)不及(ji)時(shi)認真地(di)予以清理(li),粘(zhan)(zhan)團會越(yue)(yue)(yue)變越(yue)(yue)(yue)大(da),影響范(fan)圍也就越(yue)(yue)(yue)來越(yue)(yue)(yue)大(da)。作為助凝(ning)劑(ji)(ji)時(shi)(shi),一般要(yao)先在處理水中(zhong)投(tou)加(jia)(jia)(jia)無機絮凝(ning)劑(ji)(ji)進行壓縮(suo)雙電(dian)層脫穩后,再(zai)投(tou)加(jia)(jia)(jia)有機高(gao)分子(zi)絮凝(ning)劑(ji)(ji)實現架橋作用。在無機絮凝(ning)劑(ji)(ji)投(tou)加(jia)(jia)(jia)充(chong)足(zu)的條件(jian)下,有機高(gao)分子(zi)絮凝(ning)劑(ji)(ji)的助凝(ning)效(xiao)果不會因投(tou)加(jia)(jia)(jia)量的差異而有較大差別。因此(ci),作為助凝(ning)劑(ji)(ji)時(shi)(shi),有機高(gao)分子(zi)絮凝(ning)劑(ji)(ji)的投(tou)加(jia)(jia)(jia)量一般為0.1mg/L。固(gu)體有機高(gao)分子絮凝劑(ji)容(rong)易吸(xi)水(shui)潮解成塊,必須使用防(fang)水(shui)包裝,保存地點也必須干(gan)燥(zao),避免(mian)露天存放。微生物絮凝劑與傳統無機或有機絮凝劑有顯著不同,它們或是直接利用微生物細胞,或是利用微生物細胞壁提取物、代謝產物等。前者是微生物絮凝劑研究的主要方面,至今發現的具有絮凝性能微生物有17種以上,包括霉菌、細菌、放線菌和酵母,后者與有機絮凝劑為同類物質。微生物絮凝劑具有傳統無機或有機絮凝劑所不能比擬的許多優點,如不產生二次污染、生產成本低等。
微生(sheng)物(wu)絮凝(ning)(ning)劑(ji)的(de)(de)(de)絮凝(ning)(ning)性能(neng)受諸多(duo)因(yin)素(su)影響,內在因(yin)素(su)包括絮凝(ning)(ning)基因(yin)的(de)(de)(de)遺傳和表達,外在因(yin)素(su)則有(you)微生(sheng)物(wu)培(pei)養基的(de)(de)(de)組成(cheng)(cheng)、細(xi)胞表面疏(shu)水(shui)性的(de)(de)(de)變化、環境中二價金屬離子的(de)(de)(de)存在等。目前,國(guo)外已有(you)性能(neng)良好(hao)的(de)(de)(de)微生(sheng)物(wu)絮凝(ning)(ning)劑(ji)商品(pin),如日本(ben)生(sheng)產的(de)(de)(de)NOC--1。微生(sheng)物(wu)絮凝(ning)(ning)劑(ji)從研究到生(sheng)產的(de)(de)(de)關鍵問題是(shi)(shi)發展成(cheng)(cheng)熟的(de)(de)(de)微生(sheng)物(wu)育種(zhong)技術,同(tong)時努(nu)力降低生(sheng)產成(cheng)(cheng)本(ben)。我國(guo)的(de)(de)(de)微生(sheng)物(wu)絮凝(ning)(ning)劑(ji)研制(zhi)正朝(chao)著這一(yi)(yi)方(fang)向邁進,但是(shi)(shi)離工業化生(sheng)產還有(you)一(yi)(yi)定距離。20.如何確定使用絮凝劑的(de)種類和投(tou)加劑量?絮凝劑的選擇和用量應根據相似條件下的水廠運行經驗或原水混凝沉淀試驗結果,結合當地藥劑供應情況,通過技術經濟比較后確定。選用的原則是價格便宜、易得,凈水效果好,使用方便,生成的絮凝體密實、沉淀快、容易與水分離等。
混凝(ning)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)在于生(sheng)成較大的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)體,由于影響因素較多,一般(ban)通過(guo)混凝(ning)燒杯攪(jiao)拌(ban)試驗來取得相(xiang)應數據。混凝(ning)試驗在燒杯中進(jin)行,包括快速(su)攪(jiao)拌(ban)、慢速(su)攪(jiao)拌(ban)和靜止沉(chen)(chen)降(jiang)三個步驟(zou)。投入的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)劑經過(guo)快速(su)攪(jiao)拌(ban)迅速(su)分(fen)散(san)并與水樣中的(de)(de)(de)膠粒(li)(li)相(xiang)接觸,膠粒(li)(li)開始(shi)凝(ning)聚(ju)并產(chan)生(sheng)微絮(xu)(xu)(xu)體;通過(guo)慢速(su)攪(jiao)拌(ban),微絮(xu)(xu)(xu)體進(jin)一步互相(xiang)接觸長成較大的(de)(de)(de)顆粒(li)(li);停止攪(jiao)拌(ban)后,形成的(de)(de)(de)膠粒(li)(li)聚(ju)集(ji)體依靠重力自然沉(chen)(chen)降(jiang)至燒杯底部。通過(guo)對混凝(ning)效果的(de)(de)(de)綜(zong)合評價,如(ru)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)體沉(chen)(chen)降(jiang)性、上清液濁(zhuo)度(du)、色度(du)、pH值、耗氧量等,確定合適的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)劑品種及其最(zui)佳用量。試驗用六聯攪(jiao)(jiao)拌機,它(ta)有六個(ge)可(ke)垂直移(yi)動(dong)(dong)的(de)轉(zhuan)軸,其底(di)(di)部位置處帶有攪(jiao)(jiao)拌葉(xie)片,葉(xie)片尺寸6cm×2cm。轉(zhuan)軸的(de)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)速(su)度和(he)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)時(shi)間可(ke)以預先設定,能自動(dong)(dong)工作。一般試驗按快(kuai)速(su)攪(jiao)(jiao)動(dong)(dong)2min,n=300r/min;慢速(su)攪(jiao)(jiao)動(dong)(dong)3min,n=60r/min。試驗時(shi)在(zai)(zai)(zai)6個(ge)1000mL大燒(shao)杯中加入(ru)1L原水(shui)(shui)后,分別(bie)放在(zai)(zai)(zai)六個(ge)轉(zhuan)軸的(de)正下(xia)方(fang),將轉(zhuan)軸下(xia)移(yi)到底(di)(di);再在(zai)(zai)(zai)連接在(zai)(zai)(zai)一水(shui)(shui)平轉(zhuan)軸上的(de)6個(ge)小玻(bo)璃(li)燒(shao)杯內,依次加入(ru)不同數量的(de)藥液,轉(zhuan)動(dong)(dong)水(shui)(shui)平軸,則小管內的(de)藥液同時(shi)倒入(ru)相應的(de)原水(shui)(shui)中。然后啟(qi)動(dong)(dong)攪(jiao)(jiao)拌器使(shi)其自動(dong)(dong)工作。攪(jiao)動自動停止后,將(jiang)葉(xie)片從燒杯中緩慢(man)拉起,靜置20min,用移液管(guan)自水面下約(yue)10cm處,吸取水樣25ml,用濁(zhuo)度(du)(du)計測量(liang)上清液的(de)濁(zhuo)度(du)(du)。以(yi)投藥量(liang)為(wei)橫坐(zuo)標,上清液的(de)剩余(yu)濁(zhuo)度(du)(du)為(wei)縱(zong)坐(zuo)標,繪(hui)制成曲線(xian)將(jiang)不同絮(xu)凝(ning)(ning)劑的(de)效果(guo)進(jin)行對比,根據除(chu)濁(zhuo)效果(guo)和(he)綜合技術經濟(ji)多方面因(yin)素,選擇確定處理這種廢水的(de)絮(xu)凝(ning)(ning)劑。燒(shao)杯攪拌試(shi)驗(yan)方法可分單因(yin)素(su)(su)試(shi)驗(yan)和多因(yin)素(su)(su)試(shi)驗(yan)兩種。試(shi)驗(yan)時(shi)要(yao)做到所用原水與實(shi)際水質(zhi)完全相同(tong),同(tong)時(shi)在根據(ju)水的(de)pH值、雜(za)質(zhi)性(xing)質(zhi)等因(yin)素(su)(su)考慮確(que)定絮凝劑的(de)種類、投加量、投加順序,而且試(shi)驗(yan)應該是(shi)實(shi)際過程(cheng)的(de)模(mo)擬,兩者的(de)水力條件(主要(yao)是(shi)GT值)必須(xu)相同(tong)或接近。21.什么是(shi)助凝劑?其作(zuo)用是(shi)什么?在廢水的混凝處理中,有時使用單一的絮凝劑不能取得良好的混凝效果,往往需要投加某些輔助藥劑以提高混凝效果,這種輔助藥劑稱為助凝劑。常用助凝劑有氯、石灰、活化硅酸、骨膠和海藻酸鈉、活性炭和各種粘土等。
有(you)的(de)(de)(de)助(zhu)凝(ning)(ning)劑(ji)本身不起混凝(ning)(ning)作用,而是通過調節和改善混凝(ning)(ning)條件、起到輔助(zhu)絮凝(ning)(ning)劑(ji)產(chan)生混凝(ning)(ning)效果的(de)(de)(de)作用。有(you)的(de)(de)(de)助(zhu)凝(ning)(ning)劑(ji)則(ze)參與絮體(ti)的(de)(de)(de)生成(cheng),改善絮凝(ning)(ning)體(ti)的(de)(de)(de)結構,可以使無機絮凝(ning)(ning)劑(ji)產(chan)生的(de)(de)(de)細小松散的(de)(de)(de)絮凝(ning)(ning)體(ti)變(bian)成(cheng)粗大而緊密的(de)(de)(de)礬花。助凝劑種類較多,但按它們在混凝過程中所起作用來說大致可分為如下兩類:
混凝過程應該在一定的pH值(zhi)范(fan)圍內進行,如(ru)果原水(shui)pH值(zhi)不(bu)(bu)能滿足(zu)(zu)此要求,則應調整原水(shui)的pH值(zhi),這類助凝劑包括(kuo)酸和堿(jian)。原水(shui)pH值(zhi)較低(di)、堿(jian)度(du)不(bu)(bu)足(zu)(zu)而(er)使絮凝劑水(shui)解困難(nan)時(shi),可(ke)以投加(jia)CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3等堿(jian)性物質(常(chang)用(yong)的為石灰(hui));而(er)PH值(zhi)較高(gao)時(shi),則常(chang)用(yong)硫酸或CO2來降低(di)原水(shui)的pH值(zhi)。對溶(rong)(rong)解性有(you)機(ji)物含量較大(da)的(de)廢水(shui),可用Cl2等(deng)氧化劑來破壞有(you)機(ji)物,提高對溶(rong)(rong)解性有(you)機(ji)物的(de)去除(chu)效果(guo)。另外亞鐵鹽作絮凝劑時(shi),可用氯氣將亞鐵(Fe2+)氧化成(cheng)高價鐵(Fe3+),以提高混凝效果(guo)。以上堿劑、硫(liu)酸(suan)和(he)CO2、氯氣等本身并不起(qi)凝(ning)(ning)聚作用,只起(qi)輔(fu)助混凝(ning)(ning)的作用。⑵加大礬花粒(li)度(du)、密度(du)和結實性的助凝劑(ji)混凝的(de)(de)結(jie)果(guo)要求生成粒(li)度(du)大、密度(du)大和結(jie)實的(de)(de)礬(fan)花(hua),既有利于沉(chen)淀(dian),又不(bu)易破碎。為(wei)獲得此種(zhong)結(jie)果(guo),結(jie)合(he)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)的(de)(de)特點,有時必須(xu)在水(shui)(shui)中加入某種(zhong)物質(zhi)(zhi)或(huo)藥劑(ji)。如(ru)含(han)有不(bu)宜(yi)沉(chen)降的(de)(de)質(zhi)(zhi)地較輕(qing)雜質(zhi)(zhi)的(de)(de)低濁廢(fei)水(shui)(shui)中,加入二氧化(hua)硅、活(huo)性炭、粘土一類較粗顆粒(li)或(huo)回流部分(fen)沉(chen)淀(dian)污泥(ni)可起到加重(zhong)、加大礬(fan)花(hua)的(de)(de)作用(yong);當采(cai)用(yong)鋁鹽(yan)、鐵鹽(yan)作絮凝劑(ji)只能產(chan)生細(xi)小(xiao)而(er)(er)松(song)散的(de)(de)絮凝體時,可投加聚丙烯酰胺、活(huo)化(hua)硅酸及骨膠(jiao)等高分(fen)子助凝劑(ji),利用(yong)它們的(de)(de)強烈吸附(fu)架橋作用(yong),使細(xi)小(xiao)而(er)(er)松(song)散的(de)(de)絮凝體變(bian)得粗大而(er)(er)密實。23.絮凝劑(ji)(ji)、助凝劑(ji)(ji)在(zai)強化廢水處理中的應用有哪些?廢水處理中投加(jia)(jia)絮凝(ning)(ning)劑可加(jia)(jia)速廢水中固體顆粒物的聚集(ji)和沉(chen)降,同時也能去除部分(fen)溶解性(xing)有(you)機物。這種方法具(ju)有(you)投資少,操(cao)作簡單,靈活等優點,特別適合(he)于處理水量(liang)小,懸浮雜質含量(liang)較大的廢水。采用無機絮凝(ning)(ning)劑時,因為投藥(yao)量(liang)大,產生(sheng)的污(wu)泥(ni)量(liang)也大,所以實際應(ying)用中主要采用人(ren)工(gong)合(he)成有(you)機高分(fen)子(zi)絮凝(ning)(ning)劑OPF,或采用無機絮凝(ning)(ning)劑與OPF相結合(he)的方式。據有關報道,在初級沉淀池,常使用陰離子型已水解的聚丙烯酰胺去除廢水中的懸浮雜質,而使用非離子型聚丙烯酰胺(PAM)時的效果不好。經驗表明,在初級沉淀池中投加1mg/L水解聚丙烯酰胺,可去除進場廢水中50%以上的懸浮粒子及40%以上的BOD5。
在廢水(shui)的(de)(de)初級沉淀(dian)處理中,將(jiang)有(you)機(ji)(ji)高(gao)分子聚(ju)電解質與無機(ji)(ji)絮凝(ning)(ning)劑的(de)(de)混合(he)使用(yong),要比(bi)它們各自(zi)單(dan)獨使用(yong)效果更好。由于進(jin)場廢水(shui)中懸浮(fu)粒(li)子的(de)(de)濃度、粒(li)徑(jing)分布及(ji)種類等隨時會發(fa)生變化,就使得(de)絮凝(ning)(ning)劑的(de)(de)最佳劑量有(you)時難以控制。這時若過(guo)量投(tou)加(jia)無機(ji)(ji)絮凝(ning)(ning)劑,用(yong)卷(juan)掃(sao)機(ji)(ji)理來(lai)沉淀(dian)去除懸浮(fu)雜質,方法雖然可行,但其缺點(dian)也是很突出的(de)(de),一是作(zuo)用(yong)時間(jian)比(bi)較長(15~30min),再(zai)是形成的(de)(de)絮體易破碎。如果在投(tou)加(jia)無機(ji)(ji)絮凝(ning)(ning)劑的(de)(de)同(tong)時,再(zai)加(jia)入一定(ding)量的(de)(de)有(you)機(ji)(ji)高(gao)分子聚(ju)電解質,可使絮凝(ning)(ning)時間(jian)減(jian)少(shao)到(dao)2~5min,而且形成的(de)(de)絮體也比(bi)較結實。在(zai)用(yong)(yong)沉(chen)淀(dian)法(fa)去除(chu)水中帶色(se)有(you)(you)機(ji)(ji)膠(jiao)體(ti)(ti)雜(za)質時,可使(shi)用(yong)(yong)雙電(dian)解質系統。先用(yong)(yong)帶有(you)(you)高正電(dian)荷的陽離(li)子型聚電(dian)解質使(shi)這些有(you)(you)機(ji)(ji)膠(jiao)體(ti)(ti)脫穩(wen),然后再(zai)用(yong)(yong)大分(fen)子量非離(li)子型或陰離(li)子型聚電(dian)解質使(shi)已(yi)脫穩(wen)的有(you)(you)機(ji)(ji)膠(jiao)體(ti)(ti)絮(xu)凝成易(yi)沉(chen)淀(dian)的絮(xu)體(ti)(ti)。二(er)次(ci)沉(chen)(chen)淀池(chi)(chi)中常使用陽離子型聚(ju)(ju)電(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)作絮凝劑,如聚(ju)(ju)二(er)甲(jia)(jia)基(ji)已(yi)二(er)烯氯(lv)化銨或聚(ju)(ju)氨甲(jia)(jia)基(ji)二(er)甲(jia)(jia)基(ji)已(yi)二(er)烯氯(lv)化銨等,但其投加量要比在初次(ci)沉(chen)(chen)淀池(chi)(chi)中少(shao)一些(xie)。原因是初次(ci)沉(chen)(chen)淀池(chi)(chi)中所添加的(de)陰離子型聚(ju)(ju)電(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)有一部分在進入二(er)次(ci)沉(chen)(chen)淀池(chi)(chi)后繼(ji)續發揮(hui)作用,而且二(er)次(ci)沉(chen)(chen)淀池(chi)(chi)中所添加的(de)聚(ju)(ju)電(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)在污泥回流(liu)中能反復得到利(li)用。另外,混(hun)(hun)凝(ning)處理(li)還可以(yi)去(qu)除(chu)廢水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽(yan)和(he)重金屬離(li)子(zi)。長(chang)期以(yi)來,人們一直(zhi)采用(yong)投(tou)加金屬鹽(yan)類無(wu)機(ji)絮凝(ning)劑的(de)(de)(de)(de)(de)方法來去(qu)除(chu)廢水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)部分磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)鹽(yan)。但實驗證明,在保證磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)根(gen)的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)(lv)沒有降(jiang)低的(de)(de)(de)(de)(de)前提下,用(yong)陽離(li)子(zi)聚合物(wu)(wu)代(dai)替無(wu)機(ji)絮凝(ning)劑可以(yi)取得同樣的(de)(de)(de)(de)(de)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)效果,這說明聚合物(wu)(wu)參與了(le)對陰離(li)子(zi)磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)根(gen)的(de)(de)(de)(de)(de)吸附。例(li)如某廢水(shui)處理(li)場在混(hun)(hun)凝(ning)處理(li)工藝(yi)中(zhong)(zhong),用(yong)12mg/L硫(liu)酸(suan)鐵和(he)3mg/L高電荷密(mi)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)陽離(li)子(zi)聚合物(wu)(wu),以(yi)及(ji)0.2mg/L高分子(zi)量的(de)(de)(de)(de)(de)陰離(li)子(zi)聚合物(wu)(wu)復合,代(dai)替原(yuan)來23mg/L的(de)(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸(suan)鐵,在磷(lin)(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)(lv)不變的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,使出水(shui)BOD5去(qu)除(chu)率(lv)(lv)從30%上升到了(le)55%。同時,采用(yong)混(hun)(hun)凝(ning)處理(li)后,可以(yi)使活性污(wu)泥階段產生的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)泥中(zhong)(zhong)無(wu)機(ji)物(wu)(wu)成分減(jian)少,提高活性污(wu)泥的(de)(de)(de)(de)(de)生物(wu)(wu)降(jiang)解功能。廢水(shui)處理中使用(yong)的過濾、浮選等處理工藝中,通過使用(yong)無機(ji)絮(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)和聚電(dian)解質(zhi)助(zhu)凝(ning)劑(ji)(ji),可以(yi)(yi)提高出水(shui)水(shui)質(zhi)。結合(he)廢水(shui)水(shui)質(zhi)特點,絮(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)可以(yi)(yi)單獨使用(yong),也可以(yi)(yi)多種絮(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)復(fu)合(he)使用(yong)或一(yi)主一(yi)輔復(fu)配使用(yong)(輔者(zhe)作(zuo)為助(zhu)凝(ning)劑(ji)(ji))。絮(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)的選擇(ze)可以(yi)(yi)通過燒杯靜態試驗(yan)初步篩(shai)選,再在(zai)生產裝(zhuang)置上驗(yan)證確(que)定。調理劑又稱脫水劑,可分為無機調理劑和有機調理劑兩大類。無機調理劑一般適用于污泥的真空過濾和板框過濾,而有機調理劑則適用于污泥的離心脫水和帶式壓濾脫水。
最有(you)(you)效、最便(bian)宜也(ye)是最常(chang)用的無機調理劑主(zhu)要有(you)(you)鐵鹽(yan)(yan)和(he)鋁鹽(yan)(yan)兩大類。鐵鹽(yan)(yan)調理劑主(zhu)要包括氯(lv)化(hua)鐵(FeCl3∙6H2O)、硫(liu)(liu)(liu)酸鐵(Fe2(SO4)3∙4H2O)、硫(liu)(liu)(liu)酸亞鐵(FeSO4∙7H2O)以(yi)及聚合(he)硫(liu)(liu)(liu)酸鐵(PFS)([Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m)等(deng),鋁鹽(yan)(yan)調理劑主(zhu)要有(you)(you)硫(liu)(liu)(liu)酸鋁(Al2(SO4)3∙18H2O)、三氯(lv)化(hua)鋁(AlCl3)、堿式氯(lv)化(hua)鋁(Al(OH)2Cl)、聚合(he)氯(lv)化(hua)鋁(PAC)([Al2(OH)n∙Cl6-n]m)等(deng)。投加(jia)(jia)(jia)無機(ji)調(diao)理(li)劑(ji)后,可(ke)以(yi)大(da)大(da)加(jia)(jia)(jia)速(su)污泥(ni)(ni)的(de)濃縮過程(cheng),改善過濾脫水效果。而且鐵(tie)(tie)(tie)鹽和(he)石灰聯用可(ke)以(yi)進一步提高調(diao)理(li)效果。投加(jia)(jia)(jia)無機(ji)調(diao)理(li)劑(ji)的(de)缺點(dian)一是(shi)用量較大(da),一般(ban)來說(shuo),投加(jia)(jia)(jia)量要達到污泥(ni)(ni)干(gan)固(gu)體(ti)重量的(de)5%~20%,從而導致(zhi)濾餅體(ti)積增大(da);二是(shi)無機(ji)調(diao)理(li)劑(ji)本身具(ju)有腐蝕(shi)性(尤其(qi)是(shi)鐵(tie)(tie)(tie)鹽),投加(jia)(jia)(jia)系統要具(ju)有防(fang)(fang)腐性能。應(ying)當注意的(de)是(shi),采(cai)用氯化鐵(tie)(tie)(tie)作為調(diao)理(li)劑(ji)時(shi),會(hui)增加(jia)(jia)(jia)對脫水污泥(ni)(ni)處理(li)設備金屬構(gou)件的(de)腐蝕(shi)性,因此(ci)所(suo)配備的(de)脫水污泥(ni)(ni)處理(li)設備的(de)防(fang)(fang)腐等級應(ying)適當提高。有機(ji)(ji)合(he)成高分(fen)子(zi)(zi)調(diao)理(li)劑種類很多,按聚(ju)合(he)度(du)可分(fen)為(wei)低聚(ju)合(he)度(du)(分(fen)子(zi)(zi)量(liang)約(yue)為(wei)1千(qian)~幾萬(wan))和高聚(ju)合(he)度(du)(分(fen)子(zi)(zi)量(liang)約(yue)為(wei)幾十萬(wan)~幾百萬(wan))兩種;按離子(zi)(zi)型(xing)(xing)分(fen)為(wei)陽離子(zi)(zi)型(xing)(xing)、陰(yin)離子(zi)(zi)型(xing)(xing)、非離子(zi)(zi)型(xing)(xing)、陰(yin)陽離子(zi)(zi)型(xing)(xing)等。與無機(ji)(ji)調(diao)理(li)劑相比,有機(ji)(ji)調(diao)理(li)劑投加(jia)量(liang)較少,一般為(wei)污(wu)泥干固體重量(liang)的0.1%~0.5%,而(er)且沒有腐蝕性。用(yong)于污(wu)(wu)泥調(diao)理(li)的(de)有機調(diao)理(li)劑主(zhu)要是高(gao)聚(ju)(ju)合度的(de)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)(xi)酰胺(an)(an)(an)(an)系(xi)列的(de)絮(xu)凝(ning)劑產品,主(zhu)要有陽(yang)離(li)子(zi)型(xing)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)(xi)酰胺(an)(an)(an)(an)、陰離(li)子(zi)型(xing)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)(xi)酰胺(an)(an)(an)(an)和(he)非離(li)子(zi)型(xing)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)(xi)酰胺(an)(an)(an)(an)三(san)類(lei)。其中(zhong)陽(yang)離(li)子(zi)型(xing)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)(xi)酰胺(an)(an)(an)(an)能中(zhong)和(he)污(wu)(wu)泥顆(ke)粒表面的(de)負(fu)電(dian)荷(he)(he)并在(zai)顆(ke)粒間產生架(jia)橋(qiao)作用(yong)而顯(xian)示(shi)出較(jiao)強的(de)凝(ning)聚(ju)(ju)力,調(diao)理(li)效(xiao)果(guo)顯(xian)著(zhu),但(dan)費用(yong)較(jiao)高(gao)。為(wei)降低成本,可(ke)以使用(yong)較(jiao)便宜的(de)陰離(li)子(zi)型(xing)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)(xi)酰胺(an)(an)(an)(an)-石灰聯用(yong)法,利用(yong)帶有正(zheng)電(dian)荷(he)(he)的(de)Ca(OH)2絮(xu)體物將帶負(fu)電(dian)的(de)絮(xu)凝(ning)劑和(he)污(wu)(wu)泥顆(ke)粒吸附在(zai)一起,形成一種復合的(de)凝(ning)聚(ju)(ju)體系(xi)。
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