如何配置最佳的絮凝劑溶液?這里有一份操作指南!

返回列表日期:2019-07-10閱讀:176


一. 絮凝劑的原理與分類


作用


投加絮凝劑的作用主要是用來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懸浮物,強化固液分離的一種手段。

原理


水中懸浮的顆粒粒徑小到一定程度時,其布朗運動的能量足以阻止重力的作用,而使顆粒不發生沉降。而且,微小顆粒表面一般都帶相同的負電荷,同種電荷之間的斥力顆粒不易合并變大,從而增加了懸浮液的穩定性。絮凝劑為有機聚合物,并且有特定的電荷。絮凝過程就是加入正電荷,使顆粒“脫穩”。顆粒間通過碰撞,相互吸引,結合變大,從而強化顆粒的沉淀效果。

分類


1.無機高分子絮凝劑最常用的有PAC(聚合氯化鋁)、PFS(聚合硫酸鐵);易容于水,具有一定的腐蝕性。可以以溶液形式投加,也可以以顆粒形式投加。


2.有機高分子絮凝劑最常用的為PAM(聚丙烯酰胺);可溶于水,但溶解速度很慢,一般先配制成溶液后投加。分為陰離子型和陽離子型。陰離子型一般用于污水絮凝劑,陽離子型一般用于污泥脫水。PAM易吸水潮解成塊,保存地點必須干燥。


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。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。


(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。


(5)絮凝劑投加量


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。



(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。


(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。

三、絮凝劑的配制指南


1、PAC(聚合氯化鋁)


1) PAC為無機高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蝕性;


2) 根據原水水質情況不同,使用前應先做小試求得最佳用藥量(參考用量范圍:20-800ppm)


3) 為便于計算,實驗小試溶液配置按重量體積比(W/V),一般以2~5%配為好。如配3%溶液:稱PAC3g,盛入洗凈的200ml量筒中,加清水約50ml,待溶解后再加水稀釋至100ml刻度,搖勻即可;


4) 使用時液體產品配成5-10%的水液,固體產品配成3-5%的水液(按商品重量計算);


5) 使用配制時按固體:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解后,再加水稀釋至上述濃度即可;


6) 低于1%溶液易水解,會降低使用效果;濃度太高易造成浪費,不容易控制加藥量;


7) 加藥按求得的最佳投加量投加;


8) 運行中注意觀察調整,如見沉淀池礬花少、余濁大,則投加量過少;如見沉淀池礬花大且上翻、余濁高,則加藥量過大,應適當調整;

2、聚合硫酸鐵(PFS)


1)取原水1L,測定其PH值;


2)調整其PH值為6-9;


3)用2ml注射器抽取配制好的PFS溶液,在強力攪拌下加入水樣中,直至觀察到有大量礬花形成,然后緩慢攪拌,觀察沉淀情況。記下所加的PFS量,以此初步確定PFS的用量;

4)按照上述方法,將廢水調成不同PH值后做燒杯混凝試驗,以確定最佳用藥PH值;

5)若有條件,做不同攪拌條件下用藥量,以確定最佳的混凝攪拌條件;

6)根據以上步驟所做試驗,可確定最佳加藥量,混凝攪拌條件等。

3、聚丙烯酰胺(PAM)


1) PAM是有機高分子化合物,可分為陰離子型,陽離子型和非離子型,為白色粉末或顆粒,可溶于水,但溶解速度很慢;


2) 陰離子型一般用于廢水處理絮凝劑,陽離子型一般用于污泥脫水;


3) 作為絮凝劑時用藥量一般為1-2ppm,即每處理1噸廢水用藥量約為1-2g;


4) 使用時陰離子型一般配制成0.1%左右的水溶液,陽離子型可配制成0.1%-0.5%;


5) 配制溶液時應先在溶解槽中加水,然后開啟攪拌機,再將PAM沿著漩渦緩慢加入,PAM不能一次性快速投入,否則的話PAM會結塊形成“魚眼”而不能溶解;


6) 加完PAM后一般應繼續攪拌30min以上,以確保其充分溶解;


7) 溶解后的PAM應盡快使用,陰離子型一般不要超過36h,陽離子型溶解后很容易水解,應24h內使用。




來源丨給排水處理技術與應用

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