
1.廢水處理中(zhong)常(chang)用藥劑的種(zhong)類有哪些(xie)?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:輔助絮凝劑發揮作用(yong),加(jia)強(qiang)混凝效果。⑶調理劑(ji):又稱為脫水劑(ji),用于對脫水前(qian)剩余(yu)污泥(ni)的調理,其品種包(bao)括上(shang)述的部分絮凝劑(ji)和(he)助凝劑(ji)。⑷破乳劑(ji)(ji)(ji):有時也稱脫穩劑(ji)(ji)(ji),主(zhu)要用于對(dui)含有乳化油的(de)含油廢水氣浮前(qian)的(de)預(yu)處理(li),其品種包括上述的(de)部(bu)分絮(xu)凝劑(ji)(ji)(ji)和助凝劑(ji)(ji)(ji)。⑸消泡(pao)劑:主要用于消除曝(pu)氣或攪拌過程(cheng)中(zhong)出現(xian)的大量泡(pao)沫。⑹pH調整劑:用于將酸性(xing)廢(fei)水和堿性(xing)廢(fei)水的pH值(zhi)調整為中(zhong)性(xing)。⑺氧(yang)化(hua)還原劑:用于含有氧(yang)化(hua)性(xing)物質或還原性(xing)物質的工業廢(fei)水的處理。⑻消(xiao)毒(du)劑(ji):用于在廢水(shui)處理后排放或回(hui)用前的消(xiao)毒(du)處理。
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)么是絮凝劑?其作用是什(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(zai)(zai)應(ying)用(yong)(yong)傳統的絮(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)(ji)時,可以使用(yong)(yong)投加助凝(ning)劑(ji)(ji)(ji)的方(fang)法來加強絮(xu)凝(ning)效(xiao)果。例如把(ba)活化(hua)硅酸作為硫(liu)酸亞鐵(tie)、硫(liu)酸鋁(lv)等(deng)無機(ji)絮(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)(ji)的助凝(ning)劑(ji)(ji)(ji)并分前后(hou)(hou)順序投加,可以取(qu)得很好的絮(xu)凝(ning)作用(yong)(yong)。因此,通俗地講,無機(ji)高(gao)分子(zi)絮(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)(ji)IPF其實就是把(ba)助凝(ning)劑(ji)(ji)(ji)與絮(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)(ji)結合(he)在(zai)(zai)一起制備然后(hou)(hou)合(he)并投加來簡化(hua)用(yong)(yong)戶的操作。混凝(ning)處(chu)(chu)理(li)(li)通(tong)常(chang)置(zhi)于(yu)固液分離設施前,與(yu)分離設施組合起(qi)來、有(you)(you)效(xiao)地(di)去(qu)除(chu)原水(shui)中的(de)粒度(du)為1nm~100μm的(de)懸浮(fu)物和膠體物質,降低出水(shui)濁度(du)和CODCr,可(ke)用(yong)在污水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)流程(cheng)的(de)預處(chu)(chu)理(li)(li)、深度(du)處(chu)(chu)理(li)(li),也可(ke)用(yong)于(yu)剩余(yu)污泥(ni)處(chu)(chu)理(li)(li)。混凝(ning)處(chu)(chu)理(li)(li)還可(ke)有(you)(you)效(xiao)地(di)去(qu)除(chu)水(shui)中的(de)微生物、病原菌(jun),并(bing)可(ke)去(qu)除(chu)污水(shui)中的(de)乳化油、色度(du)、重(zhong)金屬離子(zi)及(ji)其他一些污染(ran)物,利用(yong)混凝(ning)沉淀處(chu)(chu)理(li)(li)污水(shui)中含有(you)(you)的(de)磷(lin)時去(qu)除(chu)率(lv)可(ke)高達90~95%,是(shi)最便宜而(er)又高效(xiao)的(de)除(chu)磷(lin)方法。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。
5.無機(ji)絮凝劑的(de)種類有(you)哪(na)些?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(yi)般來講,無機絮凝劑具有(you)原料(liao)易得,制(zhi)備簡便、價格便宜、處(chu)理效果適中等特點,因(yin)而在(zai)水處(chu)理中應(ying)用較多。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(liu)酸鋁(lv)適(shi)用(yong)的(de)pH值范(fan)圍與原水(shui)(shui)(shui)的(de)硬度有(you)關,處理軟(ruan)水(shui)(shui)(shui)時(shi),適(shi)宜pH值為5~6.6,處理中硬水(shui)(shui)(shui)時(shi),適(shi)宜pH值為6.6~7.2,處理高(gao)硬水(shui)(shui)(shui),適(shi)宜pH值為7.2~7.8。硫(liu)酸鋁(lv)適(shi)用(yong)的(de)水(shui)(shui)(shui)溫范(fan)圍是20oC~40oC,低于10oC時(shi)混(hun)凝(ning)效果很差(cha)。硫(liu)酸鋁(lv)的(de)腐蝕性(xing)較小(xiao)、使(shi)用(yong)方便,但水(shui)(shui)(shui)解(jie)反應慢,需要消耗一定的(de)堿量。7.無(wu)機絮凝劑三氯化(hua)鐵的特(te)點有哪些?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(hua)鐵(tie)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)機理是利用(yong)(yong)三(san)價鐵(tie)離子逐(zhu)級水(shui)解生成(cheng)的(de)各種羥基鐵(tie)離子來實現對水(shui)中雜(za)質顆粒的(de)絮凝(ning),而羥基鐵(tie)離子的(de)形成(cheng)需要(yao)利用(yong)(yong)水(shui)中大量(liang)的(de)羥基,因此使用(yong)(yong)過程中會消耗大量(liang)的(de)堿,當(dang)原水(shui)堿度不夠(gou)時,需要(yao)補(bu)充(chong)石灰等堿源(yuan)。硫酸(suan)亞(ya)鐵俗稱綠礬(fan),形成絮凝體快而穩定,沉淀時間短,適用于堿度高(gao)、濁(zhuo)度大的情況(kuang),但色度不易(yi)除凈(jing),腐蝕性也較強。8.無機高分子絮凝劑的種類有(you)哪些(xie)?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)(ju)合(he)(he)氯化鋁(PAC、PACL),聚(ju)(ju)合(he)(he)硫酸(suan)鋁(PAS),聚(ju)(ju)合(he)(he)氯化鐵(PFC),聚(ju)(ju)合(he)(he)硫酸(suan)鐵(PFS),聚(ju)(ju)合(he)(he)磷酸(suan)鋁(PAP),聚(ju)(ju)合(he)(he)磷酸(suan)鐵(PEP) |
| |
| 聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)氯化(hua)鋁(lv)鐵(tie)(tie)(PAFC),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁(lv)鐵(tie)(tie)(PAFS),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)硅(gui)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁(lv)(PASiC,PASiS),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)硅(gui)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵(tie)(tie)(PFSiC,PFSiS),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)硅(gui)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁(lv)鐵(tie)(tie)(PAFSi),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁(lv)鐵(tie)(tie)(PAFP),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)氯化(hua)鋁(lv)(PAPCL),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)氯化(hua)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁(lv)(PASCL),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)氯化(hua)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁(lv)鐵(tie)(tie)(PAFSCL),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)復合(he)(he)(he)(he)型鋁(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣,聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)硅(gui)酸(suan)(suan)(suan)(suan)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋁(lv)(PSiAS) |
| 聚(ju)合(he)鋁-聚(ju)丙烯(xi)酰(xian)胺(an)(PACM),聚(ju)合(he)鐵-聚(ju)丙烯(xi)酰(xian)胺(an)(PFCM),聚(ju)合(he)鋁-陽(yang)離子(zi)(zi)有機高分(fen)(fen)子(zi)(zi)(PCAT),聚(ju)合(he)鐵-陽(yang)離子(zi)(zi)有機高分(fen)(fen)子(zi)(zi)(PCFT),聚(ju)合(he)鋁-甲殼素(PAPCh) |
| 聚(ju)(ju)合(he)氯化鋁(PAC、PACL),聚(ju)(ju)合(he)硫(liu)酸鋁(PAS),聚(ju)(ju)合(he)氯化鐵(tie)(tie)(PFC),聚(ju)(ju)合(he)硫(liu)酸鐵(tie)(tie)(PFS),聚(ju)(ju)合(he)磷酸鋁(PAP),聚(ju)(ju)合(he)磷酸鐵(tie)(tie)(PEP) |
| 活化(hua)硅酸(suan)(AS),聚(ju)合(he)硅酸(suan)(PS) |
| 聚(ju)合(he)(he)(he)(he)氯化鋁(lv)鐵(PAFC),聚(ju)合(he)(he)(he)(he)硫(liu)酸(suan)(suan)鋁(lv)鐵(PAFS),聚(ju)合(he)(he)(he)(he)硅(gui)酸(suan)(suan)鋁(lv)(PASiC,PASiS),聚(ju)合(he)(he)(he)(he)硅(gui)酸(suan)(suan)鐵(PFSiC,PFSiS),聚(ju)合(he)(he)(he)(he)硅(gui)酸(suan)(suan)鋁(lv)鐵(PAFSi),聚(ju)合(he)(he)(he)(he)磷酸(suan)(suan)鋁(lv)鐵(PAFP),聚(ju)合(he)(he)(he)(he)磷酸(suan)(suan)氯化鋁(lv)(PAPCL),聚(ju)合(he)(he)(he)(he)氯化硫(liu)酸(suan)(suan)鋁(lv)(PASCL),聚(ju)合(he)(he)(he)(he)氯化硫(liu)酸(suan)(suan)鋁(lv)鐵(PAFSCL),聚(ju)合(he)(he)(he)(he)復合(he)(he)(he)(he)型(xing)鋁(lv)酸(suan)(suan)鈣,聚(ju)合(he)(he)(he)(he)硅(gui)酸(suan)(suan)硫(liu)酸(suan)(suan)鋁(lv)(PSiAS) |
| 聚(ju)合(he)(he)鋁(lv)(lv)-聚(ju)丙烯酰胺(PACM),聚(ju)合(he)(he)鐵-聚(ju)丙烯酰胺(PFCM),聚(ju)合(he)(he)鋁(lv)(lv)-陽離(li)子(zi)有機高分子(zi)(PCAT),聚(ju)合(he)(he)鐵-陽離(li)子(zi)有機高分子(zi)(PCFT),聚(ju)合(he)(he)鋁(lv)(lv)-甲殼素(su)(PAPCh) |
9.無機高分子絮凝劑的特(te)點有哪(na)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)(de)優(you)點反(fan)映在(zai)它比傳統絮(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)如硫酸鋁、氯化鐵的(de)(de)(de)效能更優(you)異,而比有機(ji)高分(fen)子(zi)絮(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)(OPF)價格(ge)低(di)廉。現在(zai)它成功地應(ying)用在(zai)給水(shui)(shui)、工業廢水(shui)(shui)以及(ji)城(cheng)市(shi)污水(shui)(shui)的(de)(de)(de)各種處(chu)理(li)流程(cheng),包括預處(chu)理(li)、中間(jian)處(chu)理(li)和(he)深(shen)度(du)(du)處(chu)理(li)中,逐漸成為主流絮(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)。但是,在(zai)形態、聚合(he)(he)度(du)(du)及(ji)相應(ying)的(de)(de)(de)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)聚—絮(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)效果方面,無機(ji)高分(fen)子(zi)絮(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)仍處(chu)于(yu)傳統金屬鹽絮(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)與有機(ji)高分(fen)子(zi)絮(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)之間(jian)的(de)(de)(de)位置。其分(fen)子(zi)量和(he)粒度(du)(du)大小(xiao)以及(ji)絮(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)架橋能力仍比有機(ji)絮(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)差很(hen)多,而且還存在(zai)對(dui)進(jin)(jin)一步水(shui)(shui)解反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)不穩定性問題。IPF的(de)(de)(de)這些弱(ruo)點促進(jin)(jin)了各種復合(he)(he)型(xing)無機(ji)高分(fen)子(zi)絮(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)研究和(he)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,從溶液化學的(de)(de)(de)角(jiao)度看,PAC是鋁鹽水(shui)解(jie)—聚(ju)合(he)—沉(chen)淀(dian)反應(ying)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)動(dong)力(li)學中間產物,熱(re)力(li)學上(shang)是不(bu)穩定(ding)(ding)的(de)(de)(de),一般(ban)液體PAC產品均(jun)應(ying)在(zai)(zai)半年內使用(yong)。添(tian)加某(mou)些無機鹽(如CaCl2、MnCl2等)或(huo)高分(fen)子(zi)(如聚(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)醇、聚(ju)丙烯(xi)(xi)酰胺等)可提高PAC的(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)性,同時可增加凝聚(ju)能力(li)。從生產工藝講(jiang),在(zai)(zai)PAC的(de)(de)(de)制(zhi)造過程(cheng)(cheng)中引(yin)入(ru)一種或(huo)幾種不(bu)同的(de)(de)(de)陰離子(zi)(如SO42-、PO43-等),利用(yong)增聚(ju)作用(yong)可以在(zai)(zai)一定(ding)(ding)程(cheng)(cheng)度上(shang)改變聚(ju)合(he)物的(de)(de)(de)結構和(he)形態(tai)分(fen)布,進而提高PAC的(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)性和(he)功效(xiao);如果(guo)在(zai)(zai)PAC的(de)(de)(de)制(zhi)造過程(cheng)(cheng)中引(yin)入(ru)其(qi)它陽離子(zi)組分(fen),如Fe3+,使Al3+和(he)Fe3+交(jiao)錯水(shui)解(jie)聚(ju)合(he),可制(zhi)得復合(he)絮凝劑聚(ju)合(he)鋁鐵。三氧(yang)化(hua)二(er)鋁含(han)量(liang)是聚(ju)(ju)合氯化(hua)鋁有效成(cheng)分的(de)衡量(liang)指標,一般而(er)言,絮(xu)凝劑(ji)產品(pin)密度(du)越(yue)大,三氧(yang)化(hua)二(er)鋁含(han)量(liang)越(yue)高。一般來說(shuo),堿化(hua)度(du)越(yue)高的(de)聚(ju)(ju)合氯化(hua)鋁吸附架橋能力越(yue)好,但因接近[Al(OH)3]n而(er)易(yi)產生沉淀,因此(ci)穩定(ding)性也較差。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(biao)明,堿(jian)化(hua)度(du)是聚合(he)氯化(hua)鋁的(de)最重要指標之一,聚合(he)氯化(hua)鋁的(de)聚合(he)度(du)、電荷(he)量(liang)、混凝(ning)效果(guo)、成品(pin)的(de)pH值、使用時(shi)的(de)稀(xi)釋(shi)率和儲存的(de)穩定性等(deng)都與堿(jian)化(hua)度(du)有密(mi)切(qie)關系。常用聚合(he)氯化(hua)鋁的(de)堿(jian)化(hua)度(du)多為(wei)50%~80%。12.復合絮凝劑的特(te)點和使(shi)用(yong)的注意事項有哪些?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(yao)綜(zong)合(he)(he)考慮(lv)穩(wen)定性、電(dian)(dian)中和能(neng)力(li)和吸(xi)附架(jia)橋能(neng)力(li)三種因素。聚合(he)(he)鋁、聚合(he)(he)鐵類絮凝劑(ji)的(de)弱點是(shi)分子(zi)量和粒(li)度尚(shang)不(bu)夠高而(er)聚集體的(de)粘附架(jia)橋能(neng)力(li)不(bu)夠強,因而(er)需要(yao)加入(ru)粒(li)度較(jiao)大(da)的(de)硅(gui)聚合(he)(he)物來增強絮凝性能(neng)。但加入(ru)陰離子(zi)型的(de)硅(gui)聚合(he)(he)物后,總體電(dian)(dian)荷會有所降低,從而(er)減(jian)弱了電(dian)(dian)中和能(neng)力(li)。因此,目前(qian)的復(fu)合(he)絮(xu)凝劑(ji)(ji)即(ji)使(shi)制造(zao)質(zhi)量優(you)(you)良,與聚(ju)合(he)鋁(lv)相比,其效(xiao)(xiao)果只(zhi)能提高10~30%。作(zuo)為使(shi)用(yong)IPF的廢水(shui)處理(li)技(ji)術人(ren)員,必須(xu)了解(jie)不(bu)同(tong)種(zhong)類復(fu)合(he)絮(xu)凝劑(ji)(ji)的特性、適應性、優(you)(you)點及(ji)不(bu)足是同(tong)樣重要的。在(zai)選用(yong)最合(he)適的絮(xu)凝劑(ji)(ji)和投加工藝操(cao)作(zuo)程(cheng)序(xu)時(shi),只(zhi)有根(gen)據廢水(shui)水(shui)質(zhi)特點,仔細分析(xi)和判斷(duan),才能獲得(de)最佳的處理(li)效(xiao)(xiao)果。13.人(ren)工合成有機(ji)高分子絮(xu)凝劑(ji)的(de)種(zhong)類(lei)有哪些?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)用(yong)(yong)較(jiao)多的高分(fen)子(zi)(zi)絮(xu)(xu)凝(ning)劑(ji)是(shi)陰(yin)離(li)子(zi)(zi)型,它們(men)對水中負電膠體雜質只(zhi)能發(fa)揮助凝(ning)作用(yong)(yong)。往(wang)往(wang)不(bu)能單(dan)獨(du)(du)使(shi)用(yong)(yong),而是(shi)配合鋁鹽(yan)、鐵(tie)鹽(yan)使(shi)用(yong)(yong)。陽(yang)離(li)子(zi)(zi)型絮(xu)(xu)凝(ning)劑(ji)能同(tong)時發(fa)揮凝(ning)聚和絮(xu)(xu)凝(ning)作用(yong)(yong)而單(dan)獨(du)(du)使(shi)用(yong)(yong),故得到(dao)較(jiao)快發(fa)展。我國當前使(shi)用(yong)(yong)較多的(de)是(shi)聚(ju)丙(bing)烯(xi)酰胺類非離子(zi)(zi)型(xing)高聚(ju)物(wu),常與鐵(tie)、鋁鹽合(he)用(yong)(yong)。利用(yong)(yong)鐵(tie)、鋁鹽對(dui)膠體(ti)微粒的(de)電性中和作(zuo)用(yong)(yong)和高分(fen)(fen)子(zi)(zi)絮(xu)(xu)凝劑優異的(de)絮(xu)(xu)凝功能,從(cong)而(er)得到滿意的(de)處(chu)理效果。聚(ju)丙(bing)烯(xi)酰胺在使(shi)用(yong)(yong)中具有投量(liang)少,凝聚(ju)速度快,絮(xu)(xu)凝體(ti)粒大(da)強韌的(de)特點。我國目前生產的(de)人工合(he)成有機(ji)高分(fen)(fen)子(zi)(zi)絮(xu)(xu)凝劑中80%是(shi)這(zhe)種(zhong)產品。14.聚丙烯酰(xian)胺(an)類絮凝劑的(de)特(te)點有(you)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)胺(an)在(zai)水的(de)(de)實際存(cun)在(zai)形(xing)態是無規線(xian)團,由于(yu)無規線(xian)團具(ju)有(you)一定(ding)的(de)(de)粒徑(jing)尺(chi)寸,其(qi)表面又有(you)一些酰(xian)(xian)胺(an)基團,因此(ci)能(neng)夠起到相(xiang)應的(de)(de)架(jia)橋(qiao)和吸(xi)(xi)附(fu)能(neng)力,即具(ju)有(you)一定(ding)的(de)(de)絮凝能(neng)力。但由于(yu)聚丙烯酰(xian)(xian)胺(an)長(chang)鏈卷曲成線(xian)團,使其(qi)架(jia)橋(qiao)范圍較小(xiao),兩個酰(xian)(xian)胺(an)基締結后,相(xiang)當于(yu)作用相(xiang)互(hu)抵消而喪失(shi)兩個吸(xi)(xi)附(fu)位,再(zai)加上部分(fen)(fen)酰(xian)(xian)胺(an)基卷藏在(zai)線(xian)團結構(gou)的(de)(de)內部,不能(neng)與水中的(de)(de)雜(za)質顆粒相(xiang)接觸和吸(xi)(xi)附(fu),所以其(qi)擁有(you)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)能(neng)力不能(neng)充分(fen)(fen)發揮。為(wei)了使締結在(zai)(zai)一起的(de)酰胺(an)(an)基(ji)再次分開、內藏的(de)酰胺(an)(an)基(ji)也能暴露在(zai)(zai)外(wai)表,人們設(she)法將無規(gui)線團適當延伸展開,甚至設(she)法在(zai)(zai)長分子(zi)鏈上增加一些(xie)帶(dai)有(you)陽離子(zi)或(huo)(huo)陰離子(zi)的(de)基(ji)團,同時提高吸附架橋能力(li)和電(dian)(dian)中和壓(ya)縮雙電(dian)(dian)層的(de)作用(yong)。這樣一來,在(zai)(zai)PAM的(de)基(ji)礎上又(you)衍生出一系(xi)列性(xing)質各異的(de)聚(ju)丙烯酰胺(an)(an)類絮凝劑(ji)或(huo)(huo)助凝劑(ji)。比如說在(zai)(zai)聚丙烯(xi)酰胺(an)(an)(an)溶液中加堿(jian),使(shi)部(bu)分(fen)鏈節上的酰胺(an)(an)(an)基(ji)(ji)轉化為羧酸鈉,而(er)羧酸鈉在(zai)(zai)水中容易離(li)(li)解出(chu)鈉離(li)(li)子(zi)(zi),使(shi)COO-基(ji)(ji)保留在(zai)(zai)支鏈上,因此生成部(bu)分(fen)水解的陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)型(xing)聚丙烯(xi)酰胺(an)(an)(an)。陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)型(xing)聚丙烯(xi)酰胺(an)(an)(an)分(fen)子(zi)(zi)結構(gou)上的COO-基(ji)(ji)使(shi)分(fen)子(zi)(zi)鏈帶(dai)有負電荷(he),彼(bi)此相斥將原來締結在(zai)(zai)一起的酰胺(an)(an)(an)基(ji)(ji)拉開,促使(shi)分(fen)子(zi)(zi)鏈由線(xian)團狀逐漸(jian)伸(shen)展成長鏈狀,從而(er)使(shi)架橋范圍擴大、提(ti)高絮凝能力,作為助凝劑其優(you)勢表現得(de)更為出(chu)色(se)。陰離子(zi)型聚丙烯酰胺的使用(yong)效果與其“水(shui)解(jie)(jie)度(du)”有關,“水(shui)解(jie)(jie)度(du)”過(guo)小會導(dao)致混凝或助凝效果較(jiao)差,“水(shui)解(jie)(jie)度(du)”過(guo)大(da)會增(zeng)加(jia)制作(zuo)成本(ben)。15.什么是(shi)陰離(li)子型(xing)聚(ju)丙烯酰(xian)胺的水解度?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(jie)(jie)比(bi)(bi)過大,加堿費用(yong)較高(gao),水(shui)解(jie)(jie)比(bi)(bi)過小,又會使反應不足、陰(yin)離子型聚丙烯酰(xian)胺的混凝(ning)或助(zhu)凝(ning)效果較差。一般將水(shui)解(jie)(jie)比(bi)(bi)控(kong)制在(zai)20%左(zuo)右,水(shui)解(jie)(jie)時間(jian)控(kong)制在(zai)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(shui)的(de)堿(jian)度對pH值(zhi)有緩沖作(zuo)用,當堿(jian)度不(bu)夠(gou)時,應添(tian)加(jia)石灰等藥劑(ji)予以補充。當水(shui)的(de)pH值(zhi)偏高(gao)時,則需(xu)要加(jia)酸(suan)調整pH值(zhi)到中性。相(xiang)比之下(xia),高(gao)分(fen)子絮凝劑(ji)受pH值(zhi)的(de)影響較小(xiao)。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。
在混合階段,要(yao)(yao)(yao)(yao)求絮凝劑與水迅速均勻(yun)地混合,而到(dao)了反(fan)(fan)應階段,既(ji)要(yao)(yao)(yao)(yao)創(chuang)造足夠的碰撞機會和良好的吸附條件(jian)讓絮體有足夠的成長機會,又要(yao)(yao)(yao)(yao)防止已生成的小絮體被(bei)打碎,因此攪拌強(qiang)度要(yao)(yao)(yao)(yao)逐步減小,反(fan)(fan)應時間要(yao)(yao)(yao)(yao)足夠長。17.天然有機高分(fen)子絮凝劑的(de)種類有哪些?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。
與人工(gong)(gong)合(he)成的絮(xu)凝劑(ji)相比,天然有機高分子(zi)絮(xu)凝劑(ji)的毒(du)性(xing)小,提取(qu)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)簡(jian)單,無論是(shi)化(hua)學成分還(huan)是(shi)生(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)(yi),都能很好地(di)與自(zi)然和諧一致,因此研(yan)究、利(li)用這(zhe)些自(zi)然資(zi)源(yuan)用作水處理(li)藥劑(ji)成為當前的熱點,這(zhe)與全球重視合(he)理(li)利(li)用資(zi)源(yuan),保護(hu)和改(gai)善(shan)環(huan)境(jing)的形勢密(mi)不可(ke)分。目前天(tian)(tian)然(ran)高(gao)分子絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)種類(lei)(lei)(lei)(lei)很多,按(an)照其(qi)主(zhu)要(yao)天(tian)(tian)然(ran)成分(包括改(gai)(gai)性所(suo)用的(de)(de)基(ji)質成分),可以(yi)分為:殼聚(ju)(ju)糖(tang)(tang)(tang)類(lei)(lei)(lei)(lei)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)、改(gai)(gai)性淀粉絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)、改(gai)(gai)性纖維素(su)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)、木(mu)質素(su)類(lei)(lei)(lei)(lei)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)、樹膠(jiao)(jiao)(jiao)類(lei)(lei)(lei)(lei)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)、褐藻膠(jiao)(jiao)(jiao)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)、動物(wu)膠(jiao)(jiao)(jiao)和明膠(jiao)(jiao)(jiao)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)等。這些天(tian)(tian)然(ran)高(gao)分子多數具(ju)有(you)多糖(tang)(tang)(tang)結構,其(qi)中淀粉主(zhu)鏈中僅含有(you)一(yi)(yi)種單(dan)糖(tang)(tang)(tang)結構,屬(shu)于(yu)(yu)同多糖(tang)(tang)(tang);殼聚(ju)(ju)糖(tang)(tang)(tang)、樹膠(jiao)(jiao)(jiao)、褐藻膠(jiao)(jiao)(jiao)等含有(you)多種單(dan)糖(tang)(tang)(tang)結構,屬(shu)于(yu)(yu)雜多糖(tang)(tang)(tang);木(mu)質素(su)是一(yi)(yi)種特殊的(de)(de)芳(fang)香型天(tian)(tian)然(ran)高(gao)聚(ju)(ju)物(wu);動物(wu)膠(jiao)(jiao)(jiao)和明膠(jiao)(jiao)(jiao)屬(shu)于(yu)(yu)蛋白質類(lei)(lei)(lei)(lei)物(wu)質。18.使用(yong)高分子有機絮凝劑時,應注意(yi)哪(na)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。
對固體(ti)有機(ji)高分(fen)子絮(xu)凝劑進行溶解時(shi)(shi),固體(ti)顆(ke)粒(li)的投加(jia)(jia)點一定(ding)(ding)要在水流紊動最強烈的地方,同(tong)時(shi)(shi)一定(ding)(ding)要以最小投加(jia)(jia)量向溶藥池(chi)中(zhong)緩慢投入,使固體(ti)顆(ke)粒(li)分(fen)散進入水中(zhong),以防固體(ti)投加(jia)(jia)量太快在水中(zhong)分(fen)散不及而相互粘結形成(cheng)團塊(kuai),團塊(kuai)的結構是內部有固體(ti)顆(ke)粒(li)、外部包圍(wei)部分(fen)水解物,這樣(yang)的團塊(kuai)一旦形成(cheng),往往要花(hua)費很長時(shi)(shi)間(jian)才能再均(jun)勻地溶入水中(zhong),在連續溶藥池(chi)中(zhong)甚至(zhi)可以存在長達(da)數天。固體顆粒(li)的(de)投加點一定要(yao)遠離機(ji)械攪拌器的(de)攪拌軸(zhou),因為攪拌軸(zhou)通常是(shi)溶藥(yao)池(chi)中水(shui)流紊動性(xing)最差的(de)地方,溶解不(bu)充分的(de)有(you)機(ji)高分子絮凝劑(ji)經常會(hui)(hui)附(fu)著在軸(zhou)上(shang),日益積累,有(you)時可以形成(cheng)相當大(da)的(de)粘團(tuan),如果不(bu)及時認真地予以清理(li),粘團(tuan)會(hui)(hui)越(yue)變越(yue)大(da),影響范圍也就(jiu)越(yue)來越(yue)大(da)。作(zuo)為(wei)助凝(ning)(ning)劑(ji)時,一般要先在處理水中投加(jia)無機絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)進行壓(ya)縮雙電(dian)層脫穩(wen)后,再投加(jia)有機高(gao)(gao)分子(zi)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)實現架(jia)橋作(zuo)用。在無機絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)投加(jia)充足(zu)的(de)條件下,有機高(gao)(gao)分子(zi)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)的(de)助凝(ning)(ning)效果不會因(yin)投加(jia)量的(de)差異而有較大差別。因(yin)此,作(zuo)為(wei)助凝(ning)(ning)劑(ji)時,有機高(gao)(gao)分子(zi)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)的(de)投加(jia)量一般為(wei)0.1mg/L。固體有(you)機高分子(zi)絮凝劑容易吸水潮解成塊(kuai),必(bi)須(xu)使(shi)用防水包裝,保(bao)存(cun)地點(dian)也必(bi)須(xu)干燥(zao),避免(mian)露天存(cun)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(wei)生(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)凝劑的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)凝性能受(shou)諸多因素(su)影響,內在(zai)因素(su)包括絮(xu)(xu)凝基(ji)因的(de)(de)(de)遺(yi)傳(chuan)和表達(da),外在(zai)因素(su)則有微(wei)生(sheng)物(wu)培養基(ji)的(de)(de)(de)組成、細胞表面(mian)疏水性的(de)(de)(de)變化、環境中二價金(jin)屬離(li)子的(de)(de)(de)存在(zai)等。目前,國(guo)外已有性能良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)凝劑商品,如日本生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)NOC--1。微(wei)生(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)凝劑從研究到生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)關鍵問題是發展成熟的(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)育種技(ji)術,同(tong)時努力降低生(sheng)產(chan)成本。我(wo)國(guo)的(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)凝劑研制正(zheng)朝(chao)著這一方向(xiang)邁進,但(dan)是離(li)工業化生(sheng)產(chan)還有一定距離(li)。20.如何確定使(shi)用絮(xu)凝劑(ji)的種類和(he)投加劑(ji)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)(ning)(ning)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)在于(yu)生(sheng)成(cheng)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)體(ti),由于(yu)影響因素較(jiao)多,一般通(tong)過混凝(ning)(ning)(ning)燒(shao)杯(bei)攪(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)試驗來取得相(xiang)(xiang)應(ying)數據。混凝(ning)(ning)(ning)試驗在燒(shao)杯(bei)中進行,包括快速攪(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)、慢(man)速攪(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)和靜止沉(chen)降三個步(bu)驟(zou)。投入的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)經過快速攪(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)迅速分散并與水樣(yang)中的(de)(de)(de)膠粒(li)相(xiang)(xiang)接觸,膠粒(li)開始凝(ning)(ning)(ning)聚并產生(sheng)微(wei)絮(xu)(xu)體(ti);通(tong)過慢(man)速攪(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban),微(wei)絮(xu)(xu)體(ti)進一步(bu)互相(xiang)(xiang)接觸長成(cheng)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)顆粒(li);停止攪(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)后,形成(cheng)的(de)(de)(de)膠粒(li)聚集(ji)體(ti)依靠重力自然沉(chen)降至(zhi)燒(shao)杯(bei)底部。通(tong)過對混凝(ning)(ning)(ning)效果的(de)(de)(de)綜合(he)評(ping)價,如(ru)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)體(ti)沉(chen)降性、上清液濁(zhuo)度(du)、色度(du)、pH值(zhi)、耗氧量等(deng),確定合(he)適的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)品種及(ji)其最佳(jia)用量。試(shi)驗用六聯(lian)攪拌(ban)機,它有六個可(ke)垂直移(yi)動(dong)的(de)轉(zhuan)軸(zhou),其(qi)底(di)部位置處(chu)帶有攪拌(ban)葉片(pian),葉片(pian)尺寸6cm×2cm。轉(zhuan)軸(zhou)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)速度(du)和旋(xuan)轉(zhuan)時(shi)間(jian)可(ke)以預(yu)先(xian)設定,能自動(dong)工作(zuo)(zuo)。一(yi)般試(shi)驗按快速攪動(dong)2min,n=300r/min;慢(man)速攪動(dong)3min,n=60r/min。試(shi)驗時(shi)在6個1000mL大燒杯中(zhong)加入1L原水(shui)后(hou),分(fen)別放在六個轉(zhuan)軸(zhou)的(de)正(zheng)下方,將轉(zhuan)軸(zhou)下移(yi)到底(di);再在連(lian)接在一(yi)水(shui)平(ping)轉(zhuan)軸(zhou)上(shang)的(de)6個小(xiao)(xiao)玻璃燒杯內,依次加入不(bu)同(tong)數量的(de)藥液,轉(zhuan)動(dong)水(shui)平(ping)軸(zhou),則(ze)小(xiao)(xiao)管內的(de)藥液同(tong)時(shi)倒入相應的(de)原水(shui)中(zhong)。然后(hou)啟動(dong)攪拌(ban)器(qi)使其(qi)自動(dong)工作(zuo)(zuo)。攪動自(zi)動停止(zhi)后,將(jiang)葉片從燒杯中緩慢拉起,靜置20min,用(yong)移液管自(zi)水(shui)面下約10cm處,吸(xi)取水(shui)樣25ml,用(yong)濁(zhuo)(zhuo)度(du)(du)計測(ce)量(liang)上(shang)清液的濁(zhuo)(zhuo)度(du)(du)。以投藥(yao)量(liang)為橫坐標,上(shang)清液的剩余濁(zhuo)(zhuo)度(du)(du)為縱坐標,繪制成(cheng)曲線(xian)將(jiang)不同絮(xu)凝(ning)劑的效果進(jin)行對(dui)比,根據除濁(zhuo)(zhuo)效果和(he)綜(zong)合技術經濟多(duo)方面因素,選擇確(que)定處理(li)這種廢水(shui)的絮(xu)凝(ning)劑。燒杯攪(jiao)拌(ban)試驗方法可分單因(yin)(yin)素試驗和多因(yin)(yin)素試驗兩(liang)種。試驗時(shi)要做到所用原水與實際(ji)水質完全相(xiang)同,同時(shi)在(zai)根據水的(de)pH值、雜(za)質性質等因(yin)(yin)素考慮確定絮凝劑的(de)種類、投加(jia)量、投加(jia)順序,而且試驗應該是(shi)實際(ji)過程(cheng)的(de)模(mo)擬,兩(liang)者的(de)水力(li)條(tiao)件(主要是(shi)GT值)必須相(xiang)同或接近(jin)。21.什么(me)是助凝劑(ji)?其作用是什么(me)?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。
有的(de)助凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)本(ben)身不(bu)起混凝(ning)(ning)(ning)(ning)作(zuo)(zuo)用,而(er)是通(tong)過調(diao)節和改善混凝(ning)(ning)(ning)(ning)條件、起到輔助絮(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)產生(sheng)混凝(ning)(ning)(ning)(ning)效果的(de)作(zuo)(zuo)用。有的(de)助凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)則參與絮(xu)體(ti)的(de)生(sheng)成(cheng),改善絮(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)體(ti)的(de)結構,可以使(shi)無機絮(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)產生(sheng)的(de)細(xi)小松散的(de)絮(xu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)體(ti)變成(cheng)粗大而(er)緊密的(de)礬(fan)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(ning)過程(cheng)應該在一定(ding)的(de)pH值范圍(wei)內進行,如果(guo)原水(shui)(shui)pH值不(bu)能滿足此(ci)要求,則應調整原水(shui)(shui)的(de)pH值,這類助凝(ning)劑(ji)包括(kuo)酸(suan)(suan)和堿。原水(shui)(shui)pH值較(jiao)低、堿度(du)不(bu)足而使絮凝(ning)劑(ji)水(shui)(shui)解困難(nan)時,可以投加(jia)CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3等堿性物質(zhi)(常用的(de)為石灰);而PH值較(jiao)高時,則常用硫酸(suan)(suan)或CO2來(lai)降低原水(shui)(shui)的(de)pH值。對溶解(jie)性有(you)機(ji)物(wu)含量(liang)較(jiao)大的(de)廢水,可(ke)用(yong)Cl2等氧(yang)化(hua)劑來破壞有(you)機(ji)物(wu),提高對溶解(jie)性有(you)機(ji)物(wu)的(de)去除(chu)效果。另外亞鐵鹽作絮凝(ning)(ning)劑時,可(ke)用(yong)氯氣將亞鐵(Fe2+)氧(yang)化(hua)成(cheng)高價鐵(Fe3+),以提高混凝(ning)(ning)效果。以上堿(jian)劑、硫酸(suan)和CO2、氯氣等本(ben)身并不起凝聚(ju)作用,只起輔助(zhu)混凝的作用。⑵加大礬花粒度、密度和結實(shi)性的助(zhu)凝劑(ji)混凝(ning)(ning)的(de)(de)結(jie)果要求生成粒度大(da)、密度大(da)和(he)結(jie)實(shi)的(de)(de)礬花(hua),既有利(li)于(yu)沉(chen)淀(dian)(dian),又不(bu)易破(po)碎(sui)。為獲得此種結(jie)果,結(jie)合水質(zhi)的(de)(de)特點,有時必須在(zai)水中加(jia)(jia)入某種物質(zhi)或藥劑。如含有不(bu)宜(yi)沉(chen)降的(de)(de)質(zhi)地(di)較輕(qing)雜質(zhi)的(de)(de)低濁廢水中,加(jia)(jia)入二氧化硅、活(huo)性(xing)炭、粘土一類較粗顆粒或回(hui)流(liu)部分沉(chen)淀(dian)(dian)污(wu)泥(ni)可起(qi)到加(jia)(jia)重、加(jia)(jia)大(da)礬花(hua)的(de)(de)作(zuo)用;當采用鋁鹽、鐵鹽作(zuo)絮凝(ning)(ning)劑只能產生細小而(er)松散的(de)(de)絮凝(ning)(ning)體時,可投加(jia)(jia)聚(ju)丙烯酰胺、活(huo)化硅酸及骨(gu)膠(jiao)等高分子助凝(ning)(ning)劑,利(li)用它(ta)們的(de)(de)強烈吸附架橋(qiao)作(zuo)用,使細小而(er)松散的(de)(de)絮凝(ning)(ning)體變(bian)得粗大(da)而(er)密實(shi)。23.絮凝劑(ji)、助凝劑(ji)在(zai)強化廢水處(chu)理中的(de)應用有哪些?廢水(shui)(shui)處(chu)理中投加絮(xu)凝劑可(ke)加速廢水(shui)(shui)中固體顆粒物的(de)聚(ju)集(ji)和沉降,同時也(ye)能去(qu)除部分溶解性有機物。這(zhe)種(zhong)方法具有投資少,操作簡單,靈活等(deng)優(you)點,特(te)別適合于處(chu)理水(shui)(shui)量小,懸浮雜質含(han)量較大的(de)廢水(shui)(shui)。采用無(wu)機絮(xu)凝劑時,因為(wei)投藥量大,產生的(de)污泥量也(ye)大,所以實際應用中主(zhu)要(yao)采用人工合成有機高分子絮(xu)凝劑OPF,或采用無(wu)機絮(xu)凝劑與OPF相結(jie)合的(de)方式(shi)。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。
在廢水的(de)初(chu)級沉淀處理中(zhong),將有機(ji)高(gao)分(fen)子聚(ju)電解(jie)(jie)質與(yu)無機(ji)絮(xu)(xu)凝劑的(de)混合使用(yong),要比它們各自單獨使用(yong)效果(guo)更(geng)好。由于進場(chang)廢水中(zhong)懸浮粒子的(de)濃度、粒徑(jing)分(fen)布(bu)及種(zhong)類等(deng)隨(sui)時(shi)(shi)(shi)(shi)會發生變化(hua),就使得絮(xu)(xu)凝劑的(de)最佳劑量有時(shi)(shi)(shi)(shi)難以控(kong)制。這時(shi)(shi)(shi)(shi)若過量投加無機(ji)絮(xu)(xu)凝劑,用(yong)卷掃(sao)機(ji)理來(lai)沉淀去(qu)除(chu)懸浮雜質,方法雖然可行,但其缺點也(ye)是很突出的(de),一是作用(yong)時(shi)(shi)(shi)(shi)間比較長(15~30min),再是形成的(de)絮(xu)(xu)體易破碎(sui)。如(ru)果(guo)在投加無機(ji)絮(xu)(xu)凝劑的(de)同時(shi)(shi)(shi)(shi),再加入一定量的(de)有機(ji)高(gao)分(fen)子聚(ju)電解(jie)(jie)質,可使絮(xu)(xu)凝時(shi)(shi)(shi)(shi)間減少到2~5min,而且形成的(de)絮(xu)(xu)體也(ye)比較結實。在用沉淀(dian)法(fa)去(qu)除水中帶色有(you)機(ji)膠體(ti)(ti)雜(za)質時,可使用雙電(dian)解(jie)質系統。先用帶有(you)高正(zheng)電(dian)荷的陽離子(zi)型聚電(dian)解(jie)質使這些有(you)機(ji)膠體(ti)(ti)脫穩,然后(hou)再用大分子(zi)量非離子(zi)型或陰離子(zi)型聚電(dian)解(jie)質使已(yi)脫穩的有(you)機(ji)膠體(ti)(ti)絮凝成易沉淀(dian)的絮體(ti)(ti)。二次沉淀(dian)池(chi)(chi)中(zhong)(zhong)常使用陽離子型聚電(dian)解(jie)質作絮凝劑,如聚二甲(jia)基(ji)已(yi)二烯氯(lv)化(hua)銨(an)或聚氨(an)甲(jia)基(ji)二甲(jia)基(ji)已(yi)二烯氯(lv)化(hua)銨(an)等,但其投加量要(yao)比在(zai)初(chu)次沉淀(dian)池(chi)(chi)中(zhong)(zhong)少一(yi)些。原因是初(chu)次沉淀(dian)池(chi)(chi)中(zhong)(zhong)所添加的陰離子型聚電(dian)解(jie)質有一(yi)部分在(zai)進入二次沉淀(dian)池(chi)(chi)后繼續發揮作用,而(er)且(qie)二次沉淀(dian)池(chi)(chi)中(zhong)(zhong)所添加的聚電(dian)解(jie)質在(zai)污泥回流中(zhong)(zhong)能反復(fu)得到(dao)利用。另外(wai),混(hun)凝(ning)處(chu)(chu)理還可以(yi)去(qu)(qu)除(chu)(chu)廢水中(zhong)(zhong)的(de)(de)磷酸(suan)(suan)鹽和重金屬離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)。長期以(yi)來,人(ren)們一直采(cai)用(yong)投加金屬鹽類無(wu)機絮凝(ning)劑的(de)(de)方法來去(qu)(qu)除(chu)(chu)廢水中(zhong)(zhong)的(de)(de)部分(fen)磷酸(suan)(suan)鹽。但(dan)實(shi)驗證(zheng)明(ming),在保(bao)證(zheng)磷酸(suan)(suan)根的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)沒有降低的(de)(de)前(qian)提下(xia),用(yong)陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)聚合(he)物(wu)(wu)代替無(wu)機絮凝(ning)劑可以(yi)取得同樣(yang)的(de)(de)除(chu)(chu)磷效果,這說明(ming)聚合(he)物(wu)(wu)參與了對陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)磷酸(suan)(suan)根的(de)(de)吸附。例如(ru)某(mou)廢水處(chu)(chu)理場在混(hun)凝(ning)處(chu)(chu)理工藝中(zhong)(zhong),用(yong)12mg/L硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鐵(tie)和3mg/L高(gao)電荷密度的(de)(de)陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)聚合(he)物(wu)(wu),以(yi)及0.2mg/L高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)量(liang)的(de)(de)陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)聚合(he)物(wu)(wu)復(fu)合(he),代替原來23mg/L的(de)(de)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鐵(tie),在磷的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)不變(bian)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia),使出水BOD5去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)從30%上升到了55%。同時,采(cai)用(yong)混(hun)凝(ning)處(chu)(chu)理后,可以(yi)使活(huo)性污(wu)(wu)(wu)泥(ni)階(jie)段產生的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)無(wu)機物(wu)(wu)成分(fen)減少,提高(gao)活(huo)性污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)(de)生物(wu)(wu)降解功能。廢水(shui)(shui)處理中使(shi)用的過(guo)濾、浮選等(deng)處理工藝中,通過(guo)使(shi)用無(wu)機絮(xu)凝(ning)劑(ji)和聚(ju)電解質助凝(ning)劑(ji),可(ke)以(yi)提(ti)高出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質。結合廢水(shui)(shui)水(shui)(shui)質特點,絮(xu)凝(ning)劑(ji)可(ke)以(yi)單(dan)獨使(shi)用,也(ye)可(ke)以(yi)多種(zhong)絮(xu)凝(ning)劑(ji)復合使(shi)用或一主(zhu)一輔(fu)復配使(shi)用(輔(fu)者(zhe)作(zuo)為(wei)助凝(ning)劑(ji))。絮(xu)凝(ning)劑(ji)的選擇可(ke)以(yi)通過(guo)燒(shao)杯(bei)靜態試驗(yan)初步篩選,再在生產裝置上驗(yan)證確定。24.常用污泥調理劑的種(zhong)類(lei)有(you)哪(na)些?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)效、最便宜也是最常用的無機調理(li)(li)劑(ji)主要(yao)有(you)鐵(tie)鹽和鋁鹽兩大類。鐵(tie)鹽調理(li)(li)劑(ji)主要(yao)包括氯化鐵(tie)(FeCl3∙6H2O)、硫(liu)(liu)酸鐵(tie)(Fe2(SO4)3∙4H2O)、硫(liu)(liu)酸亞鐵(tie)(FeSO4∙7H2O)以及聚(ju)合(he)硫(liu)(liu)酸鐵(tie)(PFS)([Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m)等(deng),鋁鹽調理(li)(li)劑(ji)主要(yao)有(you)硫(liu)(liu)酸鋁(Al2(SO4)3∙18H2O)、三氯化鋁(AlCl3)、堿式(shi)氯化鋁(Al(OH)2Cl)、聚(ju)合(he)氯化鋁(PAC)([Al2(OH)n∙Cl6-n]m)等(deng)。投(tou)(tou)加(jia)無(wu)機調(diao)理(li)(li)劑后,可以大大加(jia)速污(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)濃縮(suo)過(guo)程(cheng),改善過(guo)濾脫水效(xiao)果(guo)。而且鐵鹽和(he)石灰聯(lian)用可以進一步提(ti)高調(diao)理(li)(li)效(xiao)果(guo)。投(tou)(tou)加(jia)無(wu)機調(diao)理(li)(li)劑的(de)(de)缺點一是(shi)(shi)用量較大,一般來說(shuo),投(tou)(tou)加(jia)量要達(da)到污(wu)泥(ni)(ni)干固體(ti)重量的(de)(de)5%~20%,從而導致濾餅體(ti)積增(zeng)(zeng)大;二是(shi)(shi)無(wu)機調(diao)理(li)(li)劑本身具(ju)(ju)有腐蝕性(尤其是(shi)(shi)鐵鹽),投(tou)(tou)加(jia)系統要具(ju)(ju)有防腐性能。應當(dang)注意的(de)(de)是(shi)(shi),采用氯化鐵作為(wei)調(diao)理(li)(li)劑時,會增(zeng)(zeng)加(jia)對脫水污(wu)泥(ni)(ni)處(chu)理(li)(li)設備金(jin)屬構件的(de)(de)腐蝕性,因此(ci)所(suo)配備的(de)(de)脫水污(wu)泥(ni)(ni)處(chu)理(li)(li)設備的(de)(de)防腐等(deng)級應適當(dang)提(ti)高。有機(ji)合(he)成高分(fen)子(zi)調理劑(ji)(ji)種類(lei)很多,按聚合(he)度可分(fen)為低(di)聚合(he)度(分(fen)子(zi)量(liang)(liang)(liang)約為1千~幾(ji)萬(wan))和高聚合(he)度(分(fen)子(zi)量(liang)(liang)(liang)約為幾(ji)十萬(wan)~幾(ji)百(bai)萬(wan))兩種;按離(li)子(zi)型(xing)(xing)分(fen)為陽(yang)(yang)離(li)子(zi)型(xing)(xing)、陰離(li)子(zi)型(xing)(xing)、非離(li)子(zi)型(xing)(xing)、陰陽(yang)(yang)離(li)子(zi)型(xing)(xing)等。與無機(ji)調理劑(ji)(ji)相比,有機(ji)調理劑(ji)(ji)投加量(liang)(liang)(liang)較少,一般為污泥干固(gu)體重量(liang)(liang)(liang)的0.1%~0.5%,而且沒有腐蝕(shi)性。用(yong)于污(wu)泥調(diao)理的(de)有(you)機調(diao)理劑主(zhu)(zhu)要(yao)是高(gao)聚(ju)合度的(de)聚(ju)丙烯(xi)(xi)酰胺系列的(de)絮(xu)凝劑產品(pin),主(zhu)(zhu)要(yao)有(you)陽(yang)離(li)(li)子(zi)型(xing)(xing)(xing)聚(ju)丙烯(xi)(xi)酰胺、陰離(li)(li)子(zi)型(xing)(xing)(xing)聚(ju)丙烯(xi)(xi)酰胺和(he)非離(li)(li)子(zi)型(xing)(xing)(xing)聚(ju)丙烯(xi)(xi)酰胺三類。其中(zhong)陽(yang)離(li)(li)子(zi)型(xing)(xing)(xing)聚(ju)丙烯(xi)(xi)酰胺能中(zhong)和(he)污(wu)泥顆(ke)粒表面的(de)負電(dian)(dian)荷并在顆(ke)粒間產生架橋作用(yong)而(er)顯示出(chu)較(jiao)強的(de)凝聚(ju)力,調(diao)理效果顯著(zhu),但費用(yong)較(jiao)高(gao)。為降(jiang)低成本(ben),可以使用(yong)較(jiao)便(bian)宜的(de)陰離(li)(li)子(zi)型(xing)(xing)(xing)聚(ju)丙烯(xi)(xi)酰胺-石灰聯(lian)用(yong)法(fa),利用(yong)帶(dai)有(you)正電(dian)(dian)荷的(de)Ca(OH)2絮(xu)體(ti)物將(jiang)帶(dai)負電(dian)(dian)的(de)絮(xu)凝劑和(he)污(wu)泥顆(ke)粒吸附(fu)在一起,形成一種(zhong)復合的(de)凝聚(ju)體(ti)系。
來(lai)源(yuan):來(lai)自網(wang)絡