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解析常見的混凝劑、助凝劑和絮凝劑種類 

概述: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(guò)程。“架橋”就是聚合物分子上不同鏈段吸附在不同顆粒上,促進(jìn)顆粒與顆粒聚集。
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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(zhǎng)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(guò)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(guò)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(yáng)電荷密度高的水溶性聚合物,多數(shù)為液態(tài)。它們分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類。無(wú)機(jī)混凝劑主要是鋁、鐵鹽及其聚合物。


絮凝


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(guò)程。“架橋”就是聚合物分子上不同鏈段吸附在不同顆粒上,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(guò)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(guò)程是多種因素綜合作用的結(jié)果,目前仍有一些沒(méi)有認(rèn)清和解決的問(wèn)題。就我們所知,絮凝過(guò)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(lái)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;在絮凝階段這些微粒互相聚結(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、混凝劑與助凝劑


(一)常用的無(wú)機(jī)鹽類混凝劑

常用的無(wú)機(jī)鹽類混凝劑見下表。


常用的無(wú)機(jī)鹽類混凝劑

名稱

分子式

一般介紹

精制

硫酸鋁

Al2(SO4)3·18H2O

(1)含無(wú)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

工業(yè)

硫酸鋁

Al2(SO4)3·18H2O

(1)制造工藝較簡(jiǎn)單

(2)無(wú)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

明礬

Al2(SO4)3·

K2SO4·24H2O

(1)同精制硫酸鋁

(2)現(xiàn)已大部分被硫酸鋁所代替

硫酸

亞鐵

(綠礬)

FeSO4·7H2O

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(lái)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

三氯

化鐵

FeCl3·6H2O

(1)對(duì)金屬(尤其對(duì)鐵器)腐蝕性大,對(duì)混凝土亦腐蝕,對(duì)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)適用最佳pH值為6.0~8.4

聚合

氯化鋁

[Aln(OH)mCl3n-m]

(通式)

簡(jiǎn)寫PAC

(1)凈化效率高,耗藥量少,過(guò)濾性能好,對(duì)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(jiǎn)單,操作方便,成本較三氯化鐵

(5)是無(wú)機(jī)高分子化合物


(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

分子式或代號(hào)

一般介紹

聚丙烯酰胺

代號(hào)PAM

(1)目前被認(rèn)為是最有效的高分子之一,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)揮兩種藥劑的最大效果

(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(guò)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(guò)水解構(gòu)成陰離子型,也可通過(guò)引入基團(tuán)制成陽(yáng)離子型;目前市場(chǎng)上已有陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺產(chǎn)品出售

脫色絮凝劑

代號(hào)脫色I(xiàn)號(hào)

(1)屬于聚胺類高度陽(yáng)離子化的有機(jī)高分子混凝劑,液體產(chǎn)品固含量70%,無(wú)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(duì)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

天然植物改性高分子絮凝劑


(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)安全無(wú)毒

天然絮凝劑

F691

刨花木、白膠粉

F703

絨稿(灌木類、皮、根、葉亦可)


(三)常用的助凝劑

常用的助凝劑見下表。


常用的助凝劑

名 稱

分子式

一般介紹

Cl2

(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

生石灰

CaO

(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(duì)于印染廢水等有一定的脫色作用

活化硅酸、活化水玻璃、泡花堿

Na2O·xSiO2·yH2O

(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


(1)PAM和無(wú)機(jī)鋁鹽混凝劑聯(lián)用比單獨(dú)用無(wú)機(jī)鋁鹽混凝劑,可以使去濁效果明顯改善,而對(duì)去除CODMn和UV254改善很少;


(2)PAM和無(wú)機(jī)鋁鹽混凝劑聯(lián)用比單獨(dú)用無(wú)機(jī)鋁鹽混凝劑,可使污泥濕基重量減少40%左右;


(3)PAM和無(wú)機(jī)鋁鹽混凝劑聯(lián)用比單獨(dú)用無(wú)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,足以保證飲用水的安全性。我國(guó)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(yáng)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(duì)這兩種類型PAM和無(wú)機(jī)混凝劑聯(lián)用時(shí)的凈水效果,有待進(jìn)一步探討。 

鄭州億升化工有限公司是專業(yè)生產(chǎn)聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、聚丙烯酰胺等凈水材料的綜合性實(shí)體廠家。供應(yīng)各種含量聚合氯化鋁,聚合氯化鋁鐵,堿式氯化鋁,聚合硫酸鐵。更有聚鋁國(guó)內(nèi)先進(jìn)噴霧塔,日產(chǎn)量60噸,。產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)內(nèi)同行業(yè)之首,它適用于各種過(guò)濾器、離子交換器、無(wú)閥濾池、虹吸濾池、移動(dòng)式供水設(shè)備及微濾、超濾、反滲透、游泳池、海水淡化等水處理設(shè)備,是自來(lái)水公司、污水處理廠、造紙、制藥、釀造、電力、冶金、煤氣、紡織、印染、石油、化工行業(yè)的理想產(chǎn)品,用戶遍布全國(guó)20多個(gè)省、市及出口東南亞國(guó)際市場(chǎng)。歡迎廣大新老客戶來(lái)我廠參觀洽談!
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