A. 你好,在添加了絮凝剂的污水处理后,絮凝物想要再次利用,请问是用什么方法可以去除絮凝剂或者破坏絮凝效
把絮凝物中絮凝剂出去分离是比较难的,因为絮凝剂和被絮凝剂是通过化学反应结合杂一起,很难分离的,如果分离必然破话絮凝效果,再说絮凝剂是很容易降解。过几天就没了!
B. 污水处理混凝剂或者絮凝剂配方
混凝剂种类 按无机和有机类可分成以下几种:
1. 硫酸铝
硫酸铝含有不同数量的结晶水,Al2(SO4)3·18H2O,其中n=6、10、14、16,18和27,常用的是Al2(SO4)3·18H2O其分子量为666.41,比重1.61,外观为白色,光泽结晶。 硫酸铝易溶于水,水溶液呈酸性,室温时溶解度大致是50%,pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90%以上。 硫酸铝使用便利,混凝效果较好,不会给处理后的水质带来不良影响。当水温低时硫酸铝水解困难,形成的絮体较松散。 硫酸铝在我国使用最为普遍,大都使用块状或粒状硫酸铝。根据其中不溶于水的物质的含量,可分为精制和粗制两种。硫酸铝易溶于水,可干式或湿式投加。湿式投加时一般采用10—20%的浓度(按商品固体重量计算)。硫酸铝使用时水的有效pH值范围较窄,约在5.5—8之间,其有效pH值随原水的硬度含量而异:对于软水,pH值在5.7—6.6;中等硬度的水为6.6—7.2;硬度较高的水则为7.2—7.8。在控制硫酸铝剂量时应考虑上述特性。有时加入过量硫酸铝,会使水的pH值降至铝盐混凝有效pH值以下,既浪费了药剂,又使处理后的水发混。 粗制硫酸铝中有效氧化铝含量基本与精制相同,主要是不溶于水的物质含量高,废渣较多,最好用热水并拌以搅拌,才能完全溶解,因含有游离酸,酸度较高,腐蚀性强,溶解与投加设备应考虑防腐。
2. 聚合氯化铝
聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂。六十年代, 日本在制造与应用方面做了大量工作,有逐步取代硫酸铝的趋势。我国在1973年曾在成都召开全国新型混凝剂技术经验交流会,会上对聚合氯化铝的产品质量提出了要求,其中要求含氧化铝(Al2O8)10%以上,碱化度为50—80%,不溶物1%以下等。 我国某些地区仍将聚合氯化铝称为碱式氯化铝[A1n(OH)mCl3n-m],这是由于对它的基本化学式的不同理解而造成的。聚合氯化铝的化学式应表示为[Al2(OH)nC18-n]m,其中n可取1到5中间的任何整数,m为≤10的整数。这个化学式实际指m个A12(OH)nCl6-n(称羟基氯化铝)单体的聚合物。 聚合氯化铝中OH-与Al的比值对混凝效果有很大关系,一般可用碱化度B表示:,例如n=4时,碱化度。一般要求B为40~60%。 聚合氯化铝作为混凝剂处理水时,有下列优点: (1)对污染严重或低浊度、高浊度、高色度的原水都可达到好的混凝效果。 (2)水温低时,仍可保持稳定的混凝效果,因此在我国北方地区更适用。 (3)矾花形成快;颗粒大而重,沉淀性能好,投药量—般比硫酸铝低。 (4)适宜的pH值范围较宽,在5—9间,当过量投加时也不会像硫酸铝那样造成水浑浊的反效果。 (5)其碱化度比其他铝盐、铁盐为高,因此药液对设备的侵蚀作用小,且处理后水的pH值和碱度下降较小。 聚合氯化铝的混凝机理与硫酸铝相同,硫酸铝的混凝机理包括了开始的铝离子,最后的氢氧化铝胶体和其中间产物(各种形态的水解聚合物)的作用。对于水中负电荷不高的粘土胶体,最好利用正电荷较低而聚合度大的水解产物,而对于形成颜色的有机物,则以正电荷较高的水解产物发挥作用为宜。但硫酸铝的化学反应甚为复杂,不可能根据不同水质人为地来控制水解聚合物的形态。至于聚合氯化铝则可根据原水水质的特点来控制制造过程中的反应条件,从而制取所需要的最适宜的聚合物,当投入水中,水解后即可直接提供高价聚合离子,达到优异的混凝效果。 目前我国聚合氯化铝应用中存在的问题主要是各地土法综合利用制得的产品,因受原 料、工艺条件等限制、质量受到影响,而各地区又缺乏具有完善工艺的专门厂家。
3. 三氯化铁
三氯化铁(FeCl3·6H2O)是一种常用的混凝剂,是黑褐色的结晶体,有强烈吸水性,极易溶于水,其溶解度随温度上升而增加,形成的矾花,沉淀性能好,处理低温水或低浊水效果比铝盐好。我国供应的三氯化铁有无水物、结晶水物和液体。液体、晶体物或受潮的无水物腐蚀性极大,调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀器材(不锈钢的泵轴运转几星期也即腐蚀,用钛制泵轴有较好的耐腐性能)。三氯化铁加入水后与天然水中碱度起反应,形成氢氧化铁胶体,其反应式为 以上反应式只是一个粗略的表示方法,实际上要复杂得多,当被处理水的碱度低或其投加量较大时,在水中应先加适量的石灰。 水处理中配制的三氯化铁溶液浓度宜高,可达46%。 三氯化铁的优点是形成的矾花比重大,易沉降,低温、低浊时仍有较好效果,适宜的pH值范围也较宽,缺点是溶液具有强腐蚀性,处理后的水的色度比用铝盐高。
4. 硫酸亚铁
硫酸亚铁FeS04·7H20是半透明绿色结晶体,易于溶水,在水温20℃时溶解度为21%。 硫酸亚铁离解出的Fe2+只能生成简单的单核络合物,因此,不如三价铁盐那样有良好的混凝效果。残留于水中的Fe2+会使处理后的水带色,当水中色度较高时,Fe2+与水中有色物质反应,将生成颜色更深的不易沉淀的物质(但可用三价铁盐除色)。根据以上所述,使用硫酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁,然后再起混凝作用。 当水的pH值在8.0以上时,加入的亚铁盐的Fe2+易被水中溶解氧氧化成Fe3+ (1.16) 当水的pH值<8.0时,则可加入石灰去除水中CO2 (1.17) 石灰用量可按下式估算: [CaO]=0.37a+1.27CO2 (1.18) 式中 a——FeSO4的投加量(毫克/升);CO2——水中CO2的含量(毫克/升)。 当水中没有足够溶解氧时,则可加氯或漂白粉予以氧化: (1.19) 理论上1毫克/升FeSO4需加氯0.234毫克/升。 处理饮用水时,硫酸亚铁的重金属含量应极低,应考虑在最高投药量处理后,水中的重金属含量应在国家饮用水水质标准的限度内。 铁盐使用时,水的pH值的适用范围较宽,在5.0—11间。
5. 碳酸镁
铝盐与铁盐作为混凝剂加入水中形成絮体随水中杂质一起沉淀于池底,作为污泥要进行适当处理以免造成污染。大水厂产生的污泥量甚大,因此不少人曾尝试用硫酸回收污泥中的有效铝、铁,但回收物中常有大量铁、锰和有机色度,以致不适宜再作混凝剂。 碳酸镁在水中产生Mg(0H)2胶体和铝盐、铁盐产生的A1(OH)3与Fe(OH)3胶体类似,可以起到澄清水的作用。石灰苏打法软化水站的污泥中除碳酸钙外,尚有氢氧化镁,利用二氧化碳气可以溶解污泥中的氢氧化镁,从而回收碳酸镁。[1]
详见网络··
C. 我厂废水中的硫酸盐含量较高,可以使用絮凝剂预处理吗
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D. 生活污水的氮和磷能用有机絮凝剂去除吗
无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类;铝盐以硫酸铝、氯化铝为主,铁盐以硫酸铁、氯化铁为主。后来在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂,它的出现不仅降低了处理成本,而且提高了功效。这类絮凝剂中存在多羟基络离子,以OH-为架桥形成多核络离子,从而变成了巨大的无机高分子化合物,相对分子质量高达1×105。
无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好,其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子,能够强烈吸附胶体微粒,通过粘附、架桥和交联作用,从而促使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低了Zeta电位,使胶体粒子由原来的相斥变成相吸,破坏了胶团的稳定性,促使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,而且沉淀的表面积可达(200-1000)m2/g,极具吸附能力。
有机高分子絮凝剂出现于20世纪50年代,它们应用前途广阔,发展非常迅速。已用于给水净化,水/油体系破乳,含油废水处理,废水再资源化及污泥脱水等方面;还可用作油田开发过程的泥浆处理剂,选择性堵水剂,注水增稠剂,纺织印染过程的柔软剂,静电防止剂及通用的杀菌、消毒剂等。
絮凝剂的种类和性质:
有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型:
(1)聚胺型-低分子量阳离子型电解质;
(2)季铵型-分子量变化范围大,并具有较高的阳离子性;
(3)丙烯酰胺的共聚物-分子量较高,可以几十万到几百万、几千万,均以乳状或粉状的剂型出售,使用上较不方便,但絮凝性能好。根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。
有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团,具有链状、环状等多种结构。因其活性基团多,分子量高,具有用量少,浮渣产量少,絮凝能力强,絮体容易分离,除油及除悬浮物效果好等特点,在处理炼油废水,其它工业废水,高悬浮物废水及固液分离中阳离子型絮凝剂有着广泛的用途。特别是丙烯酰胺系列有机高分子絮凝剂以其分子量高,絮凝架桥能力强而显示出在水处理中的优越性。
非离子型有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺。它由丙烯酰胺聚合而得。
阴离子型有机高分子絮凝剂:
(1)阴离子型有机高分子絮凝剂主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物等聚合物。
(2)丙烯酰胺和苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
阳离子型有机高分子絮凝剂:
2.4.1季铵化的聚丙烯酰胺:季铵化的聚丙烯酰胺阳离子均是将-NH2经过羟甲基化和季铵化而得,可以分为聚丙烯酰胺阳离子化和阳离子化丙烯酰胺聚合。
(1)由聚丙烯酰胺季铵化:聚丙烯酰胺(PAM)先与甲醛水溶液反应,酰胺基部分羟甲基化,其次与仲胺反应进行烷胺基化,然后与盐酸或胺基化试剂反应使叔胺季铵化。
(2)由季铵化的丙烯酰胺聚合:在碱性条件下,先由丙烯酰胺与甲醛水溶液反应,然后与二甲胺反应,冷却后加盐酸季铵化。产物经蒸发浓缩、过滤,得季铵化丙烯酰胺单体。
E. 确定絮凝剂在生活污水处理中的配比是多少
混凝与絮凝的比较
絮凝剂是用来提高沉降、澄清、过滤、气浮、离心分离等工艺过程的速度和效率。絮凝过程就是悬浮液中许多单独颗粒形成聚集体(絮团或矾花)的过程。
水处理中,混凝和絮凝代表两种不同的机制。
混凝
水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时,其布朗运动的能量足以阻止重力的作用,而使颗粒不发生沉降。这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。而且,悬浮颗粒表面往往带电(常常是负电),颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大,从而增加了悬浮液的稳定性。
混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电,使颗粒“脱稳”。于是,颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用,互相结合变大,以利于从水中分离。
混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物,多数为液态。它们分为无机和有机两大类。无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。
絮凝
絮凝是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上,促进颗粒与颗粒聚集。
絮凝剂为有机聚合物,多数分子量较高,并有特定的电性(离子性)和电荷密度(离子度)。
实际过程要比上述理论复杂得多。由于混凝剂/絮凝剂都是高分子物质,同一产品中大大小小的分子都有,所谓“分子量”只是一个平均概念。所以,在用某一混凝剂或絮凝剂处理污水是,“电中和”和“架桥”作用会交织在一起同时发生。絮凝过程是多种因素综合作用的结果,目前仍有一些没有认清和解决的问题。就我们所知,絮凝过程与絮凝剂分子结构、电荷密度、分子量有关;与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关;与介质(水)的pH值、电导、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。因此尽管有理论和经验可循,用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。
1、PAC(聚合氯化铝)的溶解与使用
1) PAC为无机高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蚀性;
2) 根据原水水质情况不同,使用前应先做小试求得最佳用药量(具体方法可参见第2条:聚合硫酸铁的溶解与使用-加药量的确定);(参考用量范围:20-800ppm)
3) 为便于计算,实验小试溶液配置按重量体积比(W/V),一般以2~5%配为好。如配3%溶液:称PAC3g,盛入洗净的200ml量筒中,加清水约50ml,待溶解后再加水稀释至100ml刻度,摇匀即可;
4) 使用时液体产品配成5-10%的水液,固体产品配成3-5%的水液(按商品重量计算);
5) 使用配制时按固体:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解后,再加水稀释至上述浓度即可;
6) 低于1%溶液易水解,会降低使用效果;浓度太高易造成浪费,不容易控制加药量;
7) 加药按求得的最佳投加量投加;
8) 运行中注意观察调整,如见沉淀池矾花少、余浊大,则投加量过少;如见沉淀池矾花大且上翻、余浊高,则加药量过大,应适当调整;
9) 加药设施应防腐。
2、聚合硫酸铁(PFS)的溶解与使用
1) PFS溶液配制
a. 使用时一般将其配制成5%-20%的浓度;
b. 一般情况下当日配制当日使用,配药如用自来水,稍有沉淀物属正常现象。
2) 加药量的确定
因原水性质各,应根据不同情况,现场调试或作烧杯混凝试验,取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。
a.取原水1L,测定其PH值;
b.调整其PH值为6-9;
c.用2ml注射器抽取配制好的PFS溶液,在强力搅拌下加入水样中,直至观察到有大量矾花形成,然后缓慢搅拌,观察沉淀情况。记下所加的PFS量,以此初步确定PFS的用量;
d. 按照上述方法,将废水调成不同PH值后做烧杯混凝试验,以确定最佳用药PH值;
e. 若有条件,做不同搅拌条件下用药量,以确定最佳的混凝搅拌条件;
f. 根据以上步骤所做试验,可确定最佳加药量,混凝搅拌条件等。
注意混凝过程三个阶段的水力条件和形成矾花状况。
a) 凝聚阶段:是药剂注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程,此时水体变得更加浑浊,它要求水流能产生激烈的湍流。烧杯实验中宜快速(250-300转/分)搅拌10-30S,一般不超过2min。
b) 絮凝阶段:是矾花成长变粗的过程,要求适当的湍流程度和足够的停留时间(10-15min),至后期可观察到大量矾花聚集缓缓下沉,形成表面清晰层。烧杯实验先以150转/分搅拌约6分钟,再以60转/分搅拌约4分钟至呈悬浮态。
c) 沉降阶段:它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程,要求水流缓慢,为提高效率一般采用斜管(板式)沉降池(最好采用气浮法分离絮凝物),大量的粗大矾花被斜管(板)壁阻挡而沉积于池底,上层水为澄清水,剩下的粒径小,密度小的矾花一边缓缓下降,一边继续相互碰撞结大,至后期余浊基本不变。烧杯实验宜以20-30转/分慢搅5分钟,再静沉10分钟,测余浊。
表1:PFS适用范围及参考用量
名称 参考用量 名称 参考用量
生活饮用水 1:20000-1:200000 纸箱厂废水 1:5000-1:10000
工业用水 1:20000-1:200000 机加工乳化油废水 1:5000-1:12000
城市污水 1:10000-1:50000 化工废水 1:3000-1:10000
电厂废水 1:10000-1:30000 油田钻井废水 1:3000-1:10000
洗煤废水 1:10000-1:30000 造漆废水 1:3000-1:8000
钢铁工业废水 1:10000-1:20000 洗毛废水 1:2000-1:8000
有色选矿废水 1:8000-1:20000 制革废水 1:2000-1:6000
冶金选矿废水 1:8000-20000 印染废水 1:2000-1:6000
食品工业废水 1:8000-1:20000 造纸废水 1:2000-1:6000
电镀废水 1:5000-1:10000 污泥脱水 1:100-1:1000
注:上表为参考用量,具体用量应该通过实验确定。
3) PFS的投加
a. 根据烧杯混凝试验结果,调整废水PH值和搅拌条件;
b. 根据水量大小,调整加药泵流量,按所确定的加药比例投加;
c. 实际加药量可能与烧杯混凝试验有些差异,根据处理水质情况调整;
d. 若配合使用有机高分子絮凝剂如PAM,可取得更佳效果;
e. PAM加药量一般为2ppm左右。
3、聚丙烯酰胺(PAM)的溶解与使用
1) PAM是有机高分子化合物,可分为阴离子型,阳离子型和非离子型,为白色粉末或颗粒,可溶于水,但溶解速度很慢;
2) 阴离子型一般用于废水处理絮凝剂,阳离子型一般用于污泥脱水;
3) 作为絮凝剂时用药量一般为1-2ppm,即每处理1吨废水用药量约为1-2g;
4) 使用时阴离子型一般配制成0.1%左右的水溶液,阳离子型可配制成0.1%-0.5%;
5) 配制溶液时应先在溶解槽中加水,然后开启搅拌机,再将PAM沿着漩涡缓慢加入,PAM不能一次性快速投入,否则的话PAM会结块形成“鱼眼”而不能溶解;
6) 加完PAM后一般应继续搅拌30min以上,以确保其充分溶解;
7) 溶解后的PAM应尽快使用,阴离子型一般不要超过36h,阳离子型溶解后很容易水解,应24h内使用。
ST絮凝剂特性:
ST絮凝剂是种新型的水溶性高分子电解质。它具有离子度高、易溶于水(在整个PH值范围内完全溶于水,且不受低水温的影响)、不成凝胶、水解稳定性好等特点,由于ST絮凝剂的大分子链上所带的正电荷密度高,产物的水溶性好,分子量适中,因此具有絮凝和消毒的双重性能。它不仅可有效地降低水中悬浮物固体含量,从而降低水的浊度:而且还可使病毒沉降和降低水中三卤甲烷前体的作用,因而使水中的总含碳量(TOC)降低。ST絮凝剂可作为主絮凝剂和助凝剂使用(其用量0.5-0.7PPM相当于明矾50~60PPM),对水的澄清有明显的效果,特别是对低浊度水的处理,更是其它类型的高分子絮凝剂所不及。ST絮凝剂与传统使用的无机絮凝剂(如硫酸铝、碱式氯化铝等)相比,具有产生的淤泥量少,沉降速度快水质好,成本低等特点,而且还可采用直接过滤的新工艺,这对传统的上水处理无疑是一个重大改革。
ST絮凝剂产品的技术指标为:
外观:无色或淡黄色粘稠液体
含量:≥30%(m/m)
特性粘度:≥40%(m1/g)
离子度:≥50%(m/m)
2、ST絮凝剂的使用方法:
ST絮凝剂可单独使用,或与硫酸铝、碱式氯化铝复合使用。复合使用时、可减少无机絮凝剂添加量,并大大减少产生的污泥量。
ST絮凝剂的最佳使用浓度是使Zate电位零或接近于零时用量。当用量过多时,反而起分散作用。
ST絮凝剂单独使用时,其加药量范围为0.2-10ppm。
ST絮凝剂在低温贮存时,将使胶体或液体冻成冰块,影响它的絮凝活性。因此,应在0-32℃之间贮顾为宜。
ST絮凝剂应可能用中性不含金属盐的水来配制贮备液。贮备液一般配成1%、0.5%或0.1%的液体。与其它高分子絮凝剂一样,ST絮凝剂在剪切力较高的高速搅拌下,将会被切断分子链,从面降低絮凝剂性能。因此,溶解、输送和絮凝过程,都不要使用较高速度的旋转搅拌机和离心泵。一般溶解和絮凝时可用吹入空气或用约100转/分低速的螺旋式搅拌为宜。输送则尽可能利用位差或排液泵为宜。
ST絮剂的效果与加入方法有很大关系,为使ST絮凝剂与悬浮物能充分混匀,絮凝剂应尽可能稀释并多次加入。
为了使ST絮凝剂的分子链既不被剪断,同时又能与处理体系充分混合,可采用:(一)在处理物流动管中多次分散加入ST絮凝剂;(二)用压缩空气搅拌;(三)用螺旋桨搅拌器在100转/分低速下进行。形成絮凝块后,便要避免搅拌。
3、ST絮凝剂广泛应用于净水、破乳、造纸双元助留、造纸浆液阴离子杂质消除等领域。
F. 废水处理中常用的有机高分子絮凝剂有哪些
无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类;铝盐以硫酸铝、氯化铝为主,铁盐以硫酸铁、氯化铁为主。后来在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂,它的出现不仅降低了处理成本,而且提高了功效。这类絮凝剂中存在多羟基络离子,以OH-为架桥形成多核络离子,从而变成了巨大的无机高分子化合物,相对分子质量高达1×105。
无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好,其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子,能够强烈吸附胶体微粒,通过粘附、架桥和交联作用,从而促使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低了Zeta电位,使胶体粒子由原来的相斥变成相吸,破坏了胶团的稳定性,促使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,而且沉淀的表面积可达(200-1000)m2/g,极具吸附能力。
有机高分子絮凝剂出现于20世纪50年代,它们应用前途广阔,发展非常迅速。已用于给水净化,水/油体系破乳,含油废水处理,废水再资源化及污泥脱水等方面;还可用作油田开发过程的泥浆处理剂,选择性堵水剂,注水增稠剂,纺织印染过程的柔软剂,静电防止剂及通用的杀菌、消毒剂等。
絮凝剂的种类和性质:
有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型:
(1)聚胺型-低分子量阳离子型电解质;
(2)季铵型-分子量变化范围大,并具有较高的阳离子性;
(3)丙烯酰胺的共聚物-分子量较高,可以几十万到几百万、几千万,均以乳状或粉状的剂型出售,使用上较不方便,但絮凝性能好。根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。
有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团,具有链状、环状等多种结构。因其活性基团多,分子量高,具有用量少,浮渣产量少,絮凝能力强,絮体容易分离,除油及除悬浮物效果好等特点,在处理炼油废水,其它工业废水,高悬浮物废水及固液分离中阳离子型絮凝剂有着广泛的用途。特别是丙烯酰胺系列有机高分子絮凝剂以其分子量高,絮凝架桥能力强而显示出在水处理中的优越性。
非离子型有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺。它由丙烯酰胺聚合而得。
阴离子型有机高分子絮凝剂:
(1)阴离子型有机高分子絮凝剂主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物等聚合物。
(2)丙烯酰胺和苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
阳离子型有机高分子絮凝剂:
2.4.1季铵化的聚丙烯酰胺:季铵化的聚丙烯酰胺阳离子均是将-NH2经过羟甲基化和季铵化而得,可以分为聚丙烯酰胺阳离子化和阳离子化丙烯酰胺聚合。
(1)由聚丙烯酰胺季铵化:聚丙烯酰胺(PAM)先与甲醛水溶液反应,酰胺基部分羟甲基化,其次与仲胺反应进行烷胺基化,然后与盐酸或胺基化试剂反应使叔胺季铵化。
(2)由季铵化的丙烯酰胺聚合:在碱性条件下,先由丙烯酰胺与甲醛水溶液反应,然后与二甲胺反应,冷却后加盐酸季铵化。产物经蒸发浓缩、过滤,得季铵化丙烯酰胺单体。
G. 污水处理中的高分子絮凝剂对生铁有腐蚀作用吗
高分子絮凝剂主要用于生活饮用水的净化和工业废水,特殊水质的处理(如含油污水,印染造纸污水、冶炼污水,含放射性特质,含Pb,Cr等毒性重金属和含F污水等)。此外在精密铸造、石油钻探、制革、冶金造纸等方面也有广泛用途。
给水处理:
以地面水为水源时,去除浊度和细菌。经混凝沉淀后一般浊度小于10 度。
废水处理
工业废水:用于处理一些特殊的废水,脱色、去除悬浮物等。
印染废水处理:适用于含颜料、分散染料、水溶性分子量较大的等染料废水处理。混凝剂的选择与染料种类有关,需做混凝试验。可以单独用无机混凝剂,也可和有机高分子絮凝剂联用。
采用PAC 混凝剂,投加量为140mg/L 时, COD和BOD去除率为90%。
含油废水处理:乳化油颗粒小、表面带电荷,加混凝剂,压缩双电层。
通常采用混凝气浮工艺。
高分子絮凝剂作为水处理药剂的具体用途:
1、不需加其它助剂,絮凝体形成快而粗大,活性高,沉性高,沉淀快。因而对高浊度水的净化效果特别明显。
2、适应PH值范围宽,降低原水中PH值小,因而对管道设备无腐蚀作用。
3、脱色、去污力强。净水效果是AL2(SO4)3的4-6倍,ALCL3的3-5倍。用量小,效力大;成本低,效益高等优点。
H. 废水污水处理絮凝剂絮凝效果差的原因是什么
影响高分子絮凝剂使用的因素有如下几点: ⑴水的pH值水的pH值对无机絮凝剂的使用效果影响很大,pH值的大小关系到选用絮凝剂的种类、投加量和混凝沉淀效果。水中的H+和OH-参与絮凝剂的水解反应,因此,pH值强烈影响絮凝剂的水解速度、水解产物的存在形态和性能。以通过生成Al(OH)3带电胶体实现混凝作用的铝盐为例,当pH值﹤4时,Al3+不能大量水解成Al(OH)3,主要以Al3+离子的形式存在,混凝效果极差。pH值在6.5~7.5之间时,Al3+水解聚合成聚合度很大的Al(OH)3中性胶体,混凝效果较好。pH值﹥8后,Al3+水解成AlO2-,混凝效果又变得很差。水的碱度对pH值有缓冲作用,当碱度不够时,应添加石灰等药剂予以补充。当水的pH值偏高时,则需要加酸调整pH值到中性。相比之下,高分子絮凝剂受pH值的影响较小。 ⑵水温水温影响絮凝剂的水解速度和矾花形成的速度及结构。混凝的水解多是吸热反应,水温较低时,水解速度慢且不完全。低温情况下,水的粘度大,布朗运动减弱,絮凝剂胶体颗粒与水中杂质颗粒的碰撞次数减少,同时水的剪切力增大,阻碍混凝絮体的相互粘合;因此,尽管增加了絮凝剂的投加量,絮体的形成还是很缓慢,而且结构松散、颗粒细小,难以去除。低温对高分子絮凝剂的影响较小。但要注意的是,使用有机高分子絮凝剂时,水温不能过高,高温容易使有机高分子絮凝剂老化甚至分解生成不溶性物质,从而降低混凝效果。 ⑶水中杂质成分水中杂质颗粒大小参差不齐对混凝有利,细小而均匀会导致混凝效果很差。杂质颗粒浓度过低往往对混凝不利,此时回流沉淀物或投加助凝剂可提高混凝效果。水中杂质颗粒含有大量有机物时,混凝效果会变差,需要增加投药量或投加氧化剂等起助凝作用的药剂。水中的钙镁离子、硫化物、磷化物一般对混凝有利,而某些阴离子、表面活性物质对混凝有不利影响。 ⑷絮凝剂种类絮凝剂的选择主要取决于水中胶体和悬浮物的性质及浓度。如果水中污染物主要呈胶体状态,则应首选无机絮凝剂使其脱稳凝聚,如果絮体细小,则需要投加高分子絮凝剂或配合使用活化硅胶等助凝剂。很多情况下,将无机絮凝剂与高分子絮凝剂联合使用,可明显提高混凝效果,扩大应用范围。对于高分子而言,链状分子上所带电荷量越大,电荷密度越高,链越能充分伸展,吸附架桥的作用范围也就越大,混凝效果会越好。 ⑸絮凝剂投加量使用混凝法处理任何废水,都存在最佳絮凝剂和最佳投药量,通常都要通过试验确定,投加量过大可能造成胶体的再稳定。一般普通铁盐、铝盐的投加范围是10~100mg/L,聚合盐为普通盐投加量的1/2~1/3,有机高分子絮凝剂的投加范围是1~5mg/L。 ⑹絮凝剂投加顺序当使用多种絮凝剂时,需要通过试验确定最佳投加顺序。一般来说,当无机絮凝剂与有机絮凝剂并用时,应先投加无机絮凝剂,再投加有机絮凝剂。而处理杂质颗粒尺寸在50μm以上时,常先投加有机絮凝剂吸附架桥,再投加无机絮凝剂压缩双电层使胶体脱稳。 ⑺水力条件在混合阶段,要求絮凝剂与水迅速均匀地混合,而到了反应阶段,既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的成长机会,又要防止已生成的小絮体被打碎,因此搅拌强度要逐步减小,反应时间要足够长。 使用高分子有机絮凝剂时,应注意的事项有:有机高分子絮凝剂属于线团结构的长链大分子,在水中必然经历一个溶涨过程,固体产品或高浓度液体产品在使用之前必须配制成水溶液再投加到待处理水中。配制水溶液的溶药池必须安装机械搅拌设备,溶药连续搅拌时间要控制在30min以上。水溶液的浓度一般为0.1%左右,再高,溶液的粘度增大,投加困难,再低,需要的溶液池体积又会过大。溶药使用的水中应尽量避免含有大量的悬浮物,以避免有机高分子絮凝剂与这些悬浮物进行絮凝反应形成矾花,影响投加后的使用效果。对固体有机高分子絮凝剂进行溶解时,固体颗粒的投加点一定要在水流紊动最强烈的地方,同时一定要以最小投加量向溶药池中缓慢投入,使固体颗粒分散进入水中,以防固体投加量太快在水中分散不及而相互粘结形成团块,团块的结构是内部有固体颗粒、外部包围部分水解物,这样的团块一旦形成,往往要花费很长时间才能再均匀地溶入水中,在连续溶药池中甚至可以存在长达数天。固体颗粒的投加点一定要远离机械搅拌器的搅拌轴,因为搅拌轴通常是溶药池中水流紊动性最差的地方,溶解不充分的有机高分子絮凝剂经常会附着在轴上,日益积累,有时可以形成相当大的粘团,如果不及时认真地予以清理,粘团会越变越大,影响范围也就越来越大。作为助凝剂时,一般要先在处理水中投加无机絮凝剂进行压缩双电层脱稳后,再投加有机高分子絮凝剂实现架桥作用。在无机絮凝剂投加充足的条件下,有机高分子絮凝剂的助凝效果不会因投加量的差异而有较大差别。因此,作为助凝剂时,有机高分子絮凝剂的投加量一般为0.1mg/L。
I. 污水处理中影响絮凝剂作用的要素有哪些
影响絮凝剂使用的因素有:
⑴水的pH值
水的pH值对无机絮凝剂的使用效果影响很大,pH值的大小关系到选用絮凝剂的种类、投加量和混凝沉淀效果。水中的H+和OH-参与絮凝剂的水解反应,因此,pH值强烈影响絮凝剂的水解速度、水解产物的存在形态和性能。以通过生成Al(OH)3带电胶体实现混凝作用的铝盐为例,当pH值﹤4时,Al3+不能大量水解成Al(OH)3,主要以Al3+离子的形式存在,混凝效果极差。pH值在6.5~7.5之间时,Al3+水解聚合成聚合度很大的Al(OH)3中性胶体,混凝效果较好。pH值﹥8后,Al3+水解成AlO2-,混凝效果又变得很差。
水的碱度对pH值有缓冲作用,当碱度不够时,应添加石灰等药剂予以补充。当水的pH值偏高时,则需要加酸调整pH值到中性。相比之下,高分子絮凝剂受pH值的影响较小。
⑵水温
水温影响絮凝剂的水解速度和矾花形成的速度及结构。混凝的水解多是吸热反应,水温较低时,水解速度慢且不完全。低温情况下,水的粘度大,布朗运动减弱,絮凝剂胶体颗粒与水中杂质颗粒的碰撞次数减少,同时水的剪切力增大,阻碍混凝絮体的相互粘合;因此,尽管增加了絮凝剂的投加量,絮体的形成还是很缓慢,而且结构松散、颗粒细小,难以去除。低温对高分子絮凝剂的影响较小。但要注意的是,使用有机高分子絮凝剂时,水温不能过高,高温容易使有机高分子絮凝剂老化甚至分解生成不溶性物质,从而降低混凝效果。
⑶水中杂质成分
水中杂质颗粒大小参差不齐对混凝有利,细小而均匀会导致混凝效果很差。杂质颗粒浓度过低往往对混凝不利,此时回流沉淀物或投加助凝剂可提高混凝效果。水中杂质颗粒含有大量有机物时,混凝效果会变差,需要增加投药量或投加氧化剂等起助凝作用的药剂。水中的钙镁离子、硫化物、磷化物一般对混凝有利,而某些阴离子、表面活性物质对混凝有不利影响。
⑷絮凝剂种类
絮凝剂的选择主要取决于水中胶体和悬浮物的性质及浓度。如果水中污染物主要呈胶体状态,则应首选无机絮凝剂使其脱稳凝聚,如果絮体细小,则需要投加高分子絮凝剂或配合使用活化硅胶等助凝剂。很多情况下,将无机絮凝剂与高分子絮凝剂联合使用,可明显提高混凝效果,扩大应用范围。对于高分子而言,链状分子上所带电荷量越大,电荷密度越高,链越能充分伸展,吸附架桥的作用范围也就越大,混凝效果会越好。
⑸絮凝剂投加量
使用混凝法处理任何废水,都存在最佳絮凝剂和最佳投药量,通常都要通过试验确定,投加量过大可能造成胶体的再稳定。一般普通铁盐、铝盐的投加范围是10~100mg/L,聚合盐为普通盐投加量的1/2~1/3,有机高分子絮凝剂的投加范围是1~5mg/L。
⑹絮凝剂投加顺序
当使用多种絮凝剂时,需要通过试验确定最佳投加顺序。一般来说,当无机絮凝剂与有机絮凝剂并用时,应先投加无机絮凝剂,再投加有机絮凝剂。而处理杂质颗粒尺寸在50μm以上时,常先投加有机絮凝剂吸附架桥,再投加无机絮凝剂压缩双电层使胶体脱稳。
⑺水力条件
在混合阶段,要求絮凝剂与水迅速均匀地混合,而到了反应阶段,既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的成长机会,又要防止已生成的小絮体被打碎,因此搅拌强度要逐步减小,反应时间要足够长。
请参考:《水处理药剂——影响絮凝剂使用的因素 》
http://tyh.1.blog.163.com/blog/static/74145910201611155390548/
J. 絮凝剂在生活污水处理中的配比是多少
混凝与絮凝的比较
絮凝剂是用来提高沉降、澄清、过滤、气浮、离心分离等工艺过程的速度和效率。絮凝过程就是悬浮液中许多单独颗粒形成聚集体(絮团或矾花)的过程。
水处理中,混凝和絮凝代表两种不同的机制。
混凝
水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时,其布朗运动的能量足以阻止重力的作用,而使颗粒不发生沉降。这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。而且,悬浮颗粒表面往往带电(常常是负电),颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大,从而增加了悬浮液的稳定性。
混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电,使颗粒“脱稳”。于是,颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用,互相结合变大,以利于从水中分离。
混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物,多数为液态。它们分为无机和有机两大类。无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。
絮凝
絮凝是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上,促进颗粒与颗粒聚集。
絮凝剂为有机聚合物,多数分子量较高,并有特定的电性(离子性)和电荷密度(离子度)。
实际过程要比上述理论复杂得多。由于混凝剂/絮凝剂都是高分子物质,同一产品中大大小小的分子都有,所谓“分子量”只是一个平均概念。所以,在用某一混凝剂或絮凝剂处理污水是,“电中和”和“架桥”作用会交织在一起同时发生。絮凝过程是多种因素综合作用的结果,目前仍有一些没有认清和解决的问题。就我们所知,絮凝过程与絮凝剂分子结构、电荷密度、分子量有关;与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关;与介质(水)的pH值、电导、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。因此尽管有理论和经验可循,用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。
1、PAC(聚合氯化铝)的溶解与使用
1) PAC为无机高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蚀性;
2) 根据原水水质情况不同,使用前应先做小试求得最佳用药量(具体方法可参见第2条:聚合硫酸铁的溶解与使用-加药量的确定);(参考用量范围:20-800ppm)
3) 为便于计算,实验小试溶液配置按重量体积比(W/V),一般以2~5%配为好。如配3%溶液:称PAC3g,盛入洗净的200ml量筒中,加清水约50ml,待溶解后再加水稀释至100ml刻度,摇匀即可;
4) 使用时液体产品配成5-10%的水液,固体产品配成3-5%的水液(按商品重量计算);
5) 使用配制时按固体:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解后,再加水稀释至上述浓度即可;
6) 低于1%溶液易水解,会降低使用效果;浓度太高易造成浪费,不容易控制加药量;
7) 加药按求得的最佳投加量投加;
8) 运行中注意观察调整,如见沉淀池矾花少、余浊大,则投加量过少;如见沉淀池矾花大且上翻、余浊高,则加药量过大,应适当调整;
9) 加药设施应防腐。
2、聚合硫酸铁(PFS)的溶解与使用
1) PFS溶液配制
a. 使用时一般将其配制成5%-20%的浓度;
b. 一般情况下当日配制当日使用,配药如用自来水,稍有沉淀物属正常现象。
2) 加药量的确定
因原水性质各,应根据不同情况,现场调试或作烧杯混凝试验,取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。
a.取原水1L,测定其PH值;
b.调整其PH值为6-9;
c.用2ml注射器抽取配制好的PFS溶液,在强力搅拌下加入水样中,直至观察到有大量矾花形成,然后缓慢搅拌,观察沉淀情况。记下所加的PFS量,以此初步确定PFS的用量;
d. 按照上述方法,将废水调成不同PH值后做烧杯混凝试验,以确定最佳用药PH值;
e. 若有条件,做不同搅拌条件下用药量,以确定最佳的混凝搅拌条件;
f. 根据以上步骤所做试验,可确定最佳加药量,混凝搅拌条件等。
注意混凝过程三个阶段的水力条件和形成矾花状况。
a) 凝聚阶段:是药剂注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程,此时水体变得更加浑浊,它要求水流能产生激烈的湍流。烧杯实验中宜快速(250-300转/分)搅拌10-30S,一般不超过2min。
b) 絮凝阶段:是矾花成长变粗的过程,要求适当的湍流程度和足够的停留时间(10-15min),至后期可观察到大量矾花聚集缓缓下沉,形成表面清晰层。烧杯实验先以150转/分搅拌约6分钟,再以60转/分搅拌约4分钟至呈悬浮态。
c) 沉降阶段:它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程,要求水流缓慢,为提高效率一般采用斜管(板式)沉降池(最好采用气浮法分离絮凝物),大量的粗大矾花被斜管(板)壁阻挡而沉积于池底,上层水为澄清水,剩下的粒径小,密度小的矾花一边缓缓下降,一边继续相互碰撞结大,至后期余浊基本不变。烧杯实验宜以20-30转/分慢搅5分钟,再静沉10分钟,测余浊。
表1:PFS适用范围及参考用量
名称 参考用量 名称 参考用量
生活饮用水 1:20000-1:200000 纸箱厂废水 1:5000-1:10000
工业用水 1:20000-1:200000 机加工乳化油废水 1:5000-1:12000
城市污水 1:10000-1:50000 化工废水 1:3000-1:10000
电厂废水 1:10000-1:30000 油田钻井废水 1:3000-1:10000
洗煤废水 1:10000-1:30000 造漆废水 1:3000-1:8000
钢铁工业废水 1:10000-1:20000 洗毛废水 1:2000-1:8000
有色选矿废水 1:8000-1:20000 制革废水 1:2000-1:6000
冶金选矿废水 1:8000-20000 印染废水 1:2000-1:6000
食品工业废水 1:8000-1:20000 造纸废水 1:2000-1:6000
电镀废水 1:5000-1:10000 污泥脱水 1:100-1:1000
注:上表为参考用量,具体用量应该通过实验确定。
3) PFS的投加
a. 根据烧杯混凝试验结果,调整废水PH值和搅拌条件;
b. 根据水量大小,调整加药泵流量,按所确定的加药比例投加;
c. 实际加药量可能与烧杯混凝试验有些差异,根据处理水质情况调整;
d. 若配合使用有机高分子絮凝剂如PAM,可取得更佳效果;
e. PAM加药量一般为2ppm左右。
3、聚丙烯酰胺(PAM)的溶解与使用
1) PAM是有机高分子化合物,可分为阴离子型,阳离子型和非离子型,为白色粉末或颗粒,可溶于水,但溶解速度很慢;
2) 阴离子型一般用于废水处理絮凝剂,阳离子型一般用于污泥脱水;
3) 作为絮凝剂时用药量一般为1-2ppm,即每处理1吨废水用药量约为1-2g;
4) 使用时阴离子型一般配制成0.1%左右的水溶液,阳离子型可配制成0.1%-0.5%;
5) 配制溶液时应先在溶解槽中加水,然后开启搅拌机,再将PAM沿着漩涡缓慢加入,PAM不能一次性快速投入,否则的话PAM会结块形成“鱼眼”而不能溶解;
6) 加完PAM后一般应继续搅拌30min以上,以确保其充分溶解;
7) 溶解后的PAM应尽快使用,阴离子型一般不要超过36h,阳离子型溶解后很容易水解,应24h内使用。
ST絮凝剂特性:
ST絮凝剂是种新型的水溶性高分子电解质。它具有离子度高、易溶于水(在整个PH值范围内完全溶于水,且不受低水温的影响)、不成凝胶、水解稳定性好等特点,由于ST絮凝剂的大分子链上所带的正电荷密度高,产物的水溶性好,分子量适中,因此具有絮凝和消毒的双重性能。它不仅可有效地降低水中悬浮物固体含量,从而降低水的浊度:而且还可使病毒沉降和降低水中三卤甲烷前体的作用,因而使水中的总含碳量(TOC)降低。ST絮凝剂可作为主絮凝剂和助凝剂使用(其用量0.5-0.7PPM相当于明矾50~60PPM),对水的澄清有明显的效果,特别是对低浊度水的处理,更是其它类型的高分子絮凝剂所不及。ST絮凝剂与传统使用的无机絮凝剂(如硫酸铝、碱式氯化铝等)相比,具有产生的淤泥量少,沉降速度快水质好,成本低等特点,而且还可采用直接过滤的新工艺,这对传统的上水处理无疑是一个重大改革。
ST絮凝剂产品的技术指标为:
外观:无色或淡黄色粘稠液体
含量:≥30%(m/m)
特性粘度:≥40%(m1/g)
离子度:≥50%(m/m)
2、ST絮凝剂的使用方法:
ST絮凝剂可单独使用,或与硫酸铝、碱式氯化铝复合使用。复合使用时、可减少无机絮凝剂添加量,并大大减少产生的污泥量。
ST絮凝剂的最佳使用浓度是使Zate电位零或接近于零时用量。当用量过多时,反而起分散作用。
ST絮凝剂单独使用时,其加药量范围为0.2-10ppm。
ST絮凝剂在低温贮存时,将使胶体或液体冻成冰块,影响它的絮凝活性。因此,应在0-32℃之间贮顾为宜。
ST絮凝剂应可能用中性不含金属盐的水来配制贮备液。贮备液一般配成1%、0.5%或0.1%的液体。与其它高分子絮凝剂一样,ST絮凝剂在剪切力较高的高速搅拌下,将会被切断分子链,从面降低絮凝剂性能。因此,溶解、输送和絮凝过程,都不要使用较高速度的旋转搅拌机和离心泵。一般溶解和絮凝时可用吹入空气或用约100转/分低速的螺旋式搅拌为宜。输送则尽可能利用位差或排液泵为宜。
ST絮剂的效果与加入方法有很大关系,为使ST絮凝剂与悬浮物能充分混匀,絮凝剂应尽可能稀释并多次加入。
为了使ST絮凝剂的分子链既不被剪断,同时又能与处理体系充分混合,可采用:(一)在处理物流动管中多次分散加入ST絮凝剂;(二)用压缩空气搅拌;(三)用螺旋桨搅拌器在100转/分低速下进行。形成絮凝块后,便要避免搅拌。
3、ST絮凝剂广泛应用于净水、破乳、造纸双元助留、造纸浆液阴离子杂质消除等领域。
PAM和铝盐混凝剂联用净水效果经济分析 【打印此页】 【返回】
发布日期:[2008-2-25] 共阅[286]次
摘要: 本文试验研究了聚丙烯酰胺和聚合氯化铝或硫酸铝联用除浊、除UV254和CODMn的效果,结果表明:聚丙烯酰胺和聚合氯化铝或硫酸铝联用,比单独用聚合氯化铝或硫酸铝的除浊效果显著,而对UV254和CODMn去除率提高幅度不大,但可大量减少无机混凝剂用量和减少污泥湿基重量,从而减少水厂净水处理成本和污泥处理量。
关键词: 聚丙烯酰胺 污泥湿基重量 经济分析
混凝是以地面水为水源的自来水处理厂不可缺少的基本净水工艺,国内各水厂大多使用无机混凝剂,投药量大,产生的污泥数量多、体积大,难以处理,而且净水效果也不尽如意。有机高分子聚丙烯酰胺(PAM)优良的助凝效果早已为人们熟知,但受其单体毒性、投加量及投加方式优化等问题的影响,国内自来水厂较少使用。然而研究表明:只要严格控制PAM投加量及产品单体含量,其在水厂使用不但可以提高净水效果,而且是最有效减少污泥数量、体积及改善污泥脱水性质的途径[1]。欧洲、美国已经有相当数量的给水厂选用聚丙烯酰胺作为给水处理的一种絮凝剂。随着环境问题的日益严重,水厂污泥处理已为人们所重视,我国有些城市的新建水厂及原有水厂已将污泥处理提上议事日程,有的水厂污泥处理工程已建成投产。同济大学在自来水厂使用PAM助凝和污泥处理方面作了大量研究,取得一定的经验。
1 试验部分
取某河水水样,进行投加不同的混凝剂和聚丙烯酰胺的实验室混凝搅拌试验。
1.1 仪器与试剂
SC-956实验搅拌机(湖北省潜江县仪器厂);2100N浊度仪(HACH公司);751GW分光光度计(惠普上海分析仪器有限公司);
聚合氯化铝(以下简称PAC,Al2O330%,盐基度65-80%,2300元/吨,上海五四净水剂厂);
硫酸铝(以下简称AS,Al2O310%,900元/吨,上海五四净水剂厂);
聚丙烯酰胺(以下简称PAM,AN910PWG,阴离子型,分子量1.42×107,单体含量0.008%,水解度20.5%,26000元/吨,法国SNF公司)。
1.2 搅拌试验
搅拌试验过程:一组烧杯,各取1L水样,在快速搅拌中(140r.min-1)加入无机混凝剂,搅拌1min,
然后转至慢速搅拌(30 r.min-1)15min;静置30min后取上清液测定浊度、CODMn和紫外吸光度。
PAM则于快速搅拌(140r.min-1)1min后加入,转至中速搅拌(100r.min-1)30s,再转至慢速搅拌(30 r.min-1)15min。
紫外吸光度在254nm处进行,水样测定前用0.45um膜过滤水样。
1.3 污泥湿基重量
小心倾去上清液,直至烧杯中约剩50ml泥和水,然后用滤膜过滤至无水珠滴下称重。
2 结果与讨论
2.1 净水效果比较
试验的原水主要水质情况:水温=24℃;pH=7.2;浊度=196NTU;UV254=0.176;CODMn =7.12mg/l。混凝搅拌试验结果,整理成图1至图6表示。
从图3至图6可以看出:PAM和无机混凝剂联合使用对UV254和CODMn去除效果均有提高,但幅度不大,因为PAM不能产生对有机物质具有吸附作用的水解产物,其对有机物的去除仅因提高固液分离效果得以提高。最为显著的是浊度的去除效果提高(见图1和图2),这是因为先加入的无机混凝剂和胶粒负电荷起电中和作用使胶体脱稳,去除了大的悬浮粒子,而高分子絮凝剂PAM能使被中和的胶体颗粒及很细微的胶粒迅速吸附和桥联,可去除很微细的胶粒,从而去浊效果大大提高。
2.2 污泥湿基重量比较
表2 投加AS和AS+PAM 产生的污泥湿基重量比较 不加PAM 加0.2mg/lPAM
编号 1 23 4 5
1 2 3 4 5
投加AS(mg/l) 10 20 30 40 50
10 20 30 40 50
剩余浊度(NTU) 48.7 17.7 11.7 5.41 2.23
15.2 6.27 2.34 1.32 1.28
污泥湿 基重量(g) 1.7121 1.9273 2.0384 2.2671 2.7837
1.0718 1.1925 1.2079 1.4219 1.6310
由表1和表2可见:加入PAM后,各污泥湿基重量分别减少约40%,究其原因可能是单独投加铝盐时污泥中一般以无机金属氢氧化合物为主,这些化合物带大量的结合水,造成污泥含水率增高,体积庞大[2]。而加入PAM,一方面可减少无机混凝剂的量,从而减少金属氢氧化物沉淀及结合水,另一方面形成的絮体紧密,可“压缩”絮体孔隙中的水和减少无机金属氢氧化合物和水的结合位。
2.3 经济技术分析
加入有机絮凝剂PAM后, 污泥湿基重量减少很多,取剩余浊度为5NTU左右的水样进行比较(表1中的两个2号之间,表2中的两个4号之间):10mg/lPAC产生的湿基污泥量为1.3970g,5mg/lPAC+0.2mg/lPAM产生的湿基污泥量为0.8764g,前者多产生的湿基污泥量0.5206g,测其含固率为10.38%,则其折算成干污泥量0.05404g。 同样可以计算出40mg/lAS比20mg/lAS+0.2mg/lPAM多产生干污泥量0.06436g(测得40mg/lAS产生的湿基污泥含固率为5.99%)。根据上海闵行水厂一车间的污泥处理经验排泥水折算成干污泥的处理费用为912.32元/吨干泥[3]。以水厂处理万吨水为例进行经济分析见下表3和表4:
表4 用AS+PAM,万吨水可节约处理费用(元)
干泥量(t) 节约污泥处理费用(元) 总计节约处理费用(元)
0.06436g/l=0.6436t/万t 0.6436×912.32元/t=587.17元 587.17+128=715.17元
絮凝剂用量 节约絮凝剂费用(元)
40mg/l=0.4t/万t (0.4×900)-(0.2×900+0.002×26000)=128元
20mg/l=0.2t/万t
0.2mg/l=0.002t/万t
3 小结
(1)PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂,可以使去浊效果明显改善,而对去除CODMn和UV254改善很少;
(2)PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂,可使污泥湿基重量减少40%左右;
(3)PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂,可降低污泥处理费和净水加药费用,从而能降低总的净水成本;
(4)用于饮用水处理的PAM,其单体AM含量均应小于0.05%,PAM投加率一般均少于1mg/l,足以保证饮用水的安全性。我国许多以地面水为水源的净水厂(特别是原水浊度较高的净水厂)在用混凝剂的同时,适量投加PAM,将具有很大的经济效益和社会效益。
(5)阳离子型PAM的价格较高(一般为阴离子价格的两倍左右),而非离子型PAM溶解性较差,对这两种类型PAM和无机混凝剂联用时的净水效果,有待进一步探讨。