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絮凝劑
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絮凝劑的作用和影響使用因素!

2020-06-08

  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。

  絮凝劑的作用是什么

  絮凝劑的作用機理: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?;旌?、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。

  影響絮凝劑使用的因素

  (1)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。

  水的堿度對pH值有緩沖作用,當堿度不夠時,應添加石灰等藥劑予以補充。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。

  (2)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?;炷乃舛嗍俏鼰岱磻?,水溫較低時,水解速度慢且不完全。

絮凝劑.png

  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。

  (3)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。

  (4)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及濃度。如果水中污染物主要呈膠體狀態,則應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。

  (5)絮凝劑投加量

  使用混凝法處理任何廢水,都存在絮凝劑和投藥量,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。

  (6)絮凝劑投加順序

  當使用多種絮凝劑時,需要通過試驗確定投加順序。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。

  (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。


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