废水处理药剂用法(一)
01.废水处理中常用药剂的种类有哪些?
⑴絮凝剂:有时又称为混凝剂,可作为强化固液分离的手段,用于初沉池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理等工艺环节。
⑵助凝剂:辅助絮凝剂发挥作用,加强混凝效果。
⑶调理剂:又称为脱水剂,用于对脱水前剩余污泥的调理,其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。
⑷破乳剂:有时也称脱稳剂,主要用于对含有乳化油的含油废水气浮前的预处理,其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。
⑸消泡剂:主要用于消除曝气或搅拌过程中出现的大量泡沫。
⑹pH调整剂:用于将酸性废水和碱性废水的pH值调整为中性。
⑺氧化还原剂:用于含有氧化性物质或还原性物质的工业废水的处理。
⑻消毒剂:用于在废水处理后排放或回用前的消毒处理。
以上药剂的种类虽然很多,但一种药剂在不同的场合使用,起到的作用不同,也就会拥有不同的称呼。比如说Cl2,应用在加强污水的混凝处理效果时被称为助凝剂,用于氧化废水中的氰化物或有机物时被称为氧化剂,用于消毒处理自然就被称为消毒剂。
02.絮凝剂的作用机理
水中胶体颗粒微小、表面水化和带电使其具有稳定性,絮凝剂投加到水中后水解成带电胶体与其周围的离子组成双电层结构的胶团。水中的杂质颗粒在絮凝剂的作用下首先失去稳定性,然后相互凝聚成尺寸较大的颗粒,再在分离设施中沉淀下去或漂浮上来。
03.絮凝剂的种类
按照化学成分,絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂以及微生物絮凝剂三大类。
04.无机絮凝剂的种类
传统应用的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐,铝盐主要有硫酸铝(Al2(SO4)3∙18H2O)、明矾(Al2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O)、铝酸钠(NaAlO3),铁盐主要有三氯化铁(FeCl3∙6H20)、硫酸亚铁(FeSO4∙6H2O)和硫酸铁(Fe2(SO4)3∙2H2O)。
一般来讲,无机絮凝剂具有原料易得,制备简便、价格便宜、处理效果适中等特点,因而在水处理中应用较多。
05.无机絮凝剂——硫酸铝
硫酸铝是目前世界上使用最多的絮凝剂,全世界年产硫酸铝约500万吨,其中将近一半用于水处理领域。市售硫酸铝有固、液两种形态,固态的按不溶物的含量分为精制和粗制两种。
硫酸铝适用的pH值范围与原水的硬度有关,处理软水时,适宜pH值为5~6.6,处理中硬水时,适宜pH值为6.6~7.2,处理高硬水,适宜pH值为7.2~7.8。硫酸铝适用的水温范围是20℃~40℃,低于10℃时混凝效果很差。硫酸铝的腐蚀性较小、使用方便,但水解反应慢,需要消耗一定的碱量。
06.无机絮凝剂——三氯化铁
三氯化铁是另一种常用的无机低分子凝聚剂,产品有固体的黑褐色结晶体,也有较高浓度的液体。其具有易溶于水,矾花大而重,沉淀性能好,对温度、水质及pH的适应范围宽等优点。三氯化铁的适用pH值范围是9~11,形成的絮体密度大,容易沉淀,低温或高浊度时效果仍很好。固体三氯化铁具有强烈的吸水性,腐蚀性较强,易腐蚀设备,对溶解和投加设备的防腐要求较高,具有刺激性气味,操作条件较差。
三氯化铁的作用机理是利用三价铁离子逐级水解生成的各种羟基铁离子来实现对水中杂质颗粒的絮凝,而羟基铁离子的形成需要利用水中大量的羟基,因此使用过程中会消耗大量的碱,当原水碱度不够时,需要补充石灰等碱源。
07.无机高分子絮凝剂
08.聚合氯化铝的特点
聚合氯化铝(PAC),又称碱式氯化铝,化学式为Aln(OH)mCl3n-m。PAC是一种多价电解质,能显著地降低水中粘土类杂质(多带负电荷)的胶体电荷。由于相对分子质量大,吸附能力强,形成的絮凝体较大,絮凝沉淀性能优于其他絮凝剂。PAC聚合度较高,投加后快速搅拌,可以大大缩短絮凝体形成时间。PAC受水温影响较小,低水温时使用效果也很好。它对水的pH值降低较少,适用的pH范围宽(可在pH=5~9范围内使用),故可不投加碱剂。PAC的投加量少,产泥量也少,且使用、管理、操作都较方便,对设备、管道等腐蚀性也小。因此,PAC在水处理领域有逐步替代硫酸铝的趋势,其缺点是价格较高。
三氧化二铝含量是聚合氯化铝有效成分的衡量指标,一般而言,絮凝剂产品密度越大,三氧化二铝含量越高。一般来说,碱化度越高的聚合氯化铝吸附架桥能力越好,但因接近[Al(OH)3]n而易产生沉淀,因此稳定性也较差。
09.PAC的碱化度
由于聚合氯化铝可以看作是AlCl3逐步水解转化为Al(OH)3过程中的中间产物,也就是Cl-逐步被羟基OH-取代的各种产物。聚合氯化铝的某种形态中羟基化程度就是碱化度,碱化度是聚合氯化铝中羟基当量与铝的当量之比。
实践表明,碱化度是聚合氯化铝的最重要指标之一,聚合氯化铝的聚合度、电荷量、混凝效果、成品的pH值、使用时的稀释率和储存的稳定性等都与碱化度有密切关系。常用聚合氯化铝的碱化度多为50%~80%。
10.复合絮凝剂的特点和使用的注意事项
复合絮凝剂有各种成分,其主要原料是铝盐、铁盐和硅酸盐。
聚合铝、聚合铁类絮凝剂的弱点是分子量和粒度尚不够高而聚集体的粘附架桥能力不够强,因而需要加入粒度较大的硅聚合物来增强絮凝性能。但加入阴离子型的硅聚合物后,总体电荷会有所降低,从而减弱了电中和能力。因此,目前的复合絮凝剂即使质量优良,与聚合铝相比,其效果只能提高10~30%。
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