混凝劑、助凝劑和絮凝劑怎么區(qū)分應(yīng)用
混凝
水中懸浮的顆粒在粒徑小到一定程度時(shí),其布朗運(yùn)動(dòng)的能量足以阻止重力的作用,而使顆粒不發(fā)生沉降。這種懸浮液可以長時(shí)間保持穩(wěn)定狀態(tài)。而且,懸浮顆粒表面往往帶電(常常是負(fù)電),顆粒間同種電荷的斥力使顆粒不易合并變大,從而增加了懸浮液的穩(wěn)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(fù)電,使顆粒“脫穩(wěn)”。于是,顆粒間通過碰撞、表面吸附、范德華引力等作用,互相結(jié)合變大,以利于從水中分離。
混凝劑是分子量低而陽電荷密度高的水溶性聚合物,多數(shù)為液態(tài)。它們分為無機(jī)和有機(jī)兩大類。無機(jī)混凝劑主要是鋁、鐵鹽及其聚合物。
絮凝是聚合物的高分子鏈在懸浮的顆粒與顆粒之間發(fā)生架橋的過程?!凹軜颉本褪蔷酆衔锓肿由喜煌湺挝皆诓煌w粒上,促進(jìn)顆粒與顆粒聚集。
絮凝劑為有機(jī)聚合物,多數(shù)分子量較高,并有特定的電性(離子性)和電荷密度(離子度)。
實(shí)際過程要比上述理論復(fù)雜得多。由于混凝劑/絮凝劑都是高分子物質(zhì),同一產(chǎn)品中大大小小的分子都有,所謂“分子量”只是一個(gè)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(huì)交織在一起同時(shí)發(fā)生。絮凝過程是多種因素綜合作用的結(jié)果,目前仍有一些沒有認(rèn)清和解決的問題。就我們所知,絮凝過程與絮凝劑分子結(jié)構(gòu)、電荷密度、分子量有關(guān);與懸浮顆粒表面性質(zhì)、顆粒濃度、比表面積有關(guān);與介質(zhì)(水)的pH值、電導(dǎo)、水中其他物質(zhì)的存在、水溫、攪動(dòng)情況等因素有關(guān)。因此盡管有理論和經(jīng)驗(yàn)可循,用實(shí)驗(yàn)來選擇絮凝劑仍然是不可缺少的。
混凝處理中包括凝聚和絮凝兩個(gè)階段。在凝聚階段水中的膠體雙電層被壓縮失去穩(wěn)定而形成較小的微粒;在絮凝階段這些微?;ハ嗑劢Y(jié)(或由于高分子物質(zhì)的吸附架橋作用相助)形成大顆粒絮體,這些絮體在一定的沉淀?xiàng)l件下可以從水中分離去除。
(一)常用的無機(jī)鹽類混凝劑
常用的無機(jī)鹽類混凝劑見下表。
常用的無機(jī)鹽類混凝劑 混凝劑、助凝劑和絮凝劑怎么區(qū)分應(yīng)用混凝劑、助凝劑和絮凝劑怎么區(qū)分應(yīng)用混凝劑、助凝劑和絮凝劑怎么區(qū)分應(yīng)用混凝劑、助凝劑和絮凝劑怎么區(qū)分應(yīng)用
名稱
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分子式
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一般介紹
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精制
硫酸鋁
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Al2(SO4)3·18H2O
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(1)含無水硫酸鋁50%~52%
(2)適用于水溫為20~40℃
(3)當(dāng)pH=4~7時(shí),主要去除水中有機(jī)物
pH=5.7~7.8時(shí),主要去除水中懸浮物
pH=6.4~7.8時(shí),處理濁度高、色度低
(小于30度)的水
(4)濕式投加時(shí)一般先溶解成10%~20%的溶液
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工業(yè)
硫酸鋁
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Al2(SO4)3·18H2O
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(1)制造工藝較簡單
(2)無水硫酸鋁含量各地產(chǎn)品不同,設(shè)計(jì)時(shí)一般可采用20%~25%
(3)價(jià)格比精制硫酸鋁便宜
(4)用于廢水處理時(shí),投加量一般為50~200mg/L
(5)其他同精制硫酸鋁
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明礬
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Al2(SO4)3·
K2SO4·24H2O
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(1)同精制硫酸鋁
(2)現(xiàn)已大部分被硫酸鋁所代替
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硫酸
亞鐵
(綠礬)
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FeSO4·7H2O
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(1)腐蝕性較高(2)礬花形成較快,較穩(wěn)定,沉淀時(shí)間短(3)適用于堿度高,濁度高,pH=8.1~9.6的水,不論在冬季或夏季使用都很穩(wěn)定,混凝作用良好,當(dāng)pH值較低時(shí)(<8.0),常使用氯來氧化,使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵,也可以用同時(shí)投加石灰的方法解決
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三氯
化鐵
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FeCl3·6H2O
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(1)對金屬(尤其對鐵器)腐蝕性大,對混凝土亦腐蝕,對塑料管也會(huì)因發(fā)熱而引起變形
(2)不受溫度影響,礬花結(jié)得大,沉淀速度快,效果較好
(3)易溶解,易混合,渣滓少
(4)適用*佳pH值為6.0~8.4
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聚合
氯化鋁
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[Aln(OH)mCl3n-m]
(通式)
簡寫PAC
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(1)凈化效率高,耗藥量少,過濾性能好,對各種工業(yè)廢水適應(yīng)性較廣
(2)溫度適應(yīng)性高,pH適用范圍寬(可在pH=5~9的范圍內(nèi)),因而可不投加堿劑
(3)使用時(shí)操作方便,腐蝕性小,勞動(dòng)條件好
(4)設(shè)備簡單,操作方便,成本較三氯化鐵低
(5)是無機(jī)高分子化合物
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(二)常用的有機(jī)合成高分子混凝劑及天然絮凝劑
常用的有機(jī)合成高分子混凝劑(又稱絮凝劑)及天然絮凝劑見下表。
常用有機(jī)合成高分子混凝劑及天然絮凝劑
名 稱
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分子式或代號
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一般介紹
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聚丙烯酰胺
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代號PAM
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(1)目前被認(rèn)為是*有效的高分子之一,在廢水處理中常被用作助凝劑,與鋁鹽或鐵鹽配合使用
(2)與常用混凝劑配合使用時(shí),應(yīng)按一定的順序先后投加,以發(fā)揮兩種藥劑的*大效果
(3)聚丙烯酰胺固體產(chǎn)品不易溶解,宜在有機(jī)械攪拌的溶解槽內(nèi)配制成0.1%~0.2%的溶液再進(jìn)行投加,稀釋后的溶液保存期不宜超過1~2周
(4)聚丙烯酰胺有極微弱的毒性,用于生活飲用水凈化時(shí),應(yīng)注意控制投加量
(5)是合成有機(jī)高分子絮凝劑,為非離子型;通過水解構(gòu)成陰離子型,也可通過引入基團(tuán)制成陽離子型;目前市場上已有陽離子型聚丙烯酰胺產(chǎn)品出售
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脫色絮凝劑
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代號脫色I號
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(1)屬于聚胺類高度陽離子化的有機(jī)高分子混凝劑,液體產(chǎn)品固含量70%,無色或淺黃色透明粘稠液體
(2)貯存溫度5~45℃,使用pH值7~9,按1:50~1:100稀釋后投加,投加量一般為20~100mg/L,也可與其他混凝劑配合使用
(3)對于印染廠、染料廠、油墨廠等工業(yè)廢水處理具有其他混凝劑不能達(dá)到的脫色效果
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天然植物改性高分子絮凝劑
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(1)由691化學(xué)改性制得,取材于野生植物,制備方便,成本較低
(2)宜溶于水,適用水質(zhì)范圍廣,沉降速度快,處理水澄清度好
(3)性能穩(wěn)定,不易降解變質(zhì)
(4)**無毒
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天然絮凝劑
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F691
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刨花木、白膠粉
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F703
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絨稿(灌木類、皮、根、葉亦可)
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(三)常用的助凝劑
常用的助凝劑見下表。
常用的助凝劑
名 稱
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分子式
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一般介紹
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氯
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Cl2
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(1)當(dāng)處理高色度廢水及用作破壞水中有機(jī)物或去除臭味時(shí),可在投混凝劑前先投氯,以減少混凝劑用量
(2)用硫酸亞鐵作混凝劑時(shí),為使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵可在水中投氯
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生石灰
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CaO
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(1)用于原水堿度不足
(2)用于去除水中的CO2,調(diào)整pH值
(3)對于印染廢水等有一定的脫色作用
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活化硅酸、活化水玻璃、泡花堿
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Na2O·xSiO2·yH2O
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(1)適用于硫酸亞鐵與鋁鹽混凝劑,可縮短混凝沉淀時(shí)間,節(jié)省混凝劑用量
(2)原水渾濁度低、懸浮物含量少及水溫較低(約在14℃以下)時(shí)使用,效果更為顯著
(3)可提高濾池濾速,必須注意加注點(diǎn)
(4)要有適宜的酸化度和活化時(shí)間
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(1)PAM和無機(jī)鋁鹽混凝劑聯(lián)用比單獨(dú)用無機(jī)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(jī)鋁鹽混凝劑聯(lián)用比單獨(dú)用無機(jī)鋁鹽混凝劑,可使污泥濕基重量減少40%左右;
(3)PAM和無機(jī)鋁鹽混凝劑聯(lián)用比單獨(dú)用無機(jī)鋁鹽混凝劑,可降低污泥處理費(fèi)和凈水加藥費(fèi)用,從而能降低總的凈水成本;
(4)用于飲用水處理的PAM,其單體AM含量均應(yīng)小于0.05%,PAM投加率一般均少于1mg/l,足以保證飲用水的**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(shí),適量投加PAM,將具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
(5)陽離子型PAM的價(jià)格較高(一般為陰離子價(jià)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(jī)混凝劑聯(lián)用時(shí)的凈水效果,有待進(jìn)一步探討。