詳細介紹
絮凝劑:有時又稱為混凝劑,可作為強化固液分別的方法,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(huán)節(jié)。絮凝劑主要應用于給水和污水處理領(lǐng)域。
絮凝劑在污水處理領(lǐng)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(diào)理時,絮凝劑和助凝劑就變成了污泥調(diào)理劑或脫水劑。在普茵沃潤的污水處理工程中,微電解+芬頓工藝之后,一般會在沉淀池中加入絮凝沉淀劑,今天就給大家講解一下絮凝劑。
一、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(wěn)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(jié)構(gòu)的膠團。
采用投藥后快速攪拌的方式,促進水中膠體雜質(zhì)顆粒與絮凝劑水解成的膠團的碰撞機會和次數(shù)。水中的雜質(zhì)顆粒在絮凝劑的作用下首先失去穩(wěn)定性,然后相互凝聚成尺寸較大的顆粒,再在分離設(shè)施中沉淀下去或漂浮上來。
攪拌產(chǎn)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(nèi)顆粒碰撞的總次數(shù),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(zhì)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(shù),其中C表示污水中雜質(zhì)顆粒的質(zhì)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(zhì)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(wěn)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(zhì)和水流的攪動下,通過吸附架橋和沉淀物網(wǎng)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。
二、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(guān)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(chǎn)物的存在形態(tài)和性能。
以通過生成Al(OH)3帶電膠體實現(xiàn)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(diào)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(jié)構(gòu)?;炷乃舛嗍俏鼰岱磻?,水溫較低時,水解速度慢且不*。
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(zhì)顆粒的碰撞次數(shù)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(jié)構(gòu)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(zhì),從而降低混凝效果。
(3)水中雜質(zhì)成分
水中雜質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)及濃度。如果水中污染物主要呈膠體狀態(tài),則應無機絮凝劑使其脫穩(wěn)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(lián)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(wěn)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(zhì)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(wěn)。
(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(chuàng)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。