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无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单;但用量大、絮凝效果低,而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比,它能成倍的提能,且价格较低,因而有逐步成为主流药剂的趋势。
有机类絮凝剂
有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比,具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类pH值及温度影响小,生成污泥量少,并且容易处理等特点,因而有着广阔的应用前景。目前使用的有机高分子絮凝剂主要有天然改性的高分子絮凝剂和合成的高分子絮凝剂两类。
絮凝剂的发展趋势
目前来看,絮凝剂的研究主要集中在高分子絮凝剂方面,但伴随着微生物絮凝剂的深入研究,微生物絮凝剂取代部分传统的无机高分子絮凝剂和合成有机高分子絮凝剂将成为一种趋势。国外对于微生物絮凝剂的研究已很广泛,而国内的研究则还处于菌种的筛选阶段,主要是存在成本较高、处理功能单一、活性保存有困难、难以产业化等缺点,因此今后努力的方向应该是:
①对絮凝机理、动力学、絮凝剂的理化性质等的研究。
②寻找廉价的碳源、氮源,制备价格低廉的培养基;优化生产条件,降低生产成本,探索研制新技术、新工艺,选育菌种。
③拓展絮凝剂的应用范围,利用基因工程技术,将污染物降解质粒引入到微生物菌种中,使絮凝、沉降、降解系于一体。
④研制微生物絮凝剂和其它絮凝剂的复合品,做到优势互补,增能。
⑤利用高浓度含氮有机废水及廉价原料进行微生物絮凝剂制备的工艺研究。
总之,研制新型、、、经济的絮凝剂是絮凝剂生产发展的必然方向。
一. 投加絮凝剂的作用
投加絮凝剂的作用主要是用来降低或水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性,使分散微粒凝聚,絮凝成聚集体而除去的悬浮物,强化固液分离的一种手段。
二. 絮凝剂原理
水中悬浮的颗粒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。而且,微小颗粒表面一般都带相同的负电荷,同种电荷之间的斥力颗粒不易合并变大,从而增加了悬浮液的稳定性。絮凝剂为有机聚合物,并且有特定的电荷。絮凝过程就是加入正电荷,使颗粒“脱稳”。颗粒间通过碰撞,相互吸引,结合变大,从而强化颗粒的沉淀效果。
三.常用絮凝剂的分类
1.无机高分子絮凝剂常用的有PAC(聚合氯化铝)、PFS(聚合硫酸铁);易容于水,具有一定的腐蚀性。可以以溶液形式投加,也可以以颗粒形式投加。
2.有机高分子絮凝剂常用的为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。分为阴离子型和阳离子型。阴离子型一般用于污水絮凝剂,阳离子型一般用于污泥脱水。PAM易吸水潮解成块,保存地点必须干燥。
除磷剂正磷酸盐是一种将除磷与絮凝相结合的无机高分子复配絮凝剂,能快速中和水中胶体微粒表面的负电荷,又能在离子间起架桥、吸附、网捕作用,与重金属捕集剂等配套使用,能更好的发挥去除重金属的协同作用。比传统的石灰除磷法能够大大减少污泥量,降低企业处理综合成本。
正磷酸盐去除絮凝剂聚合程度适当,电荷布局合理,这使它除了快速与水中形形色色的杂质相互作用外,同时经过电中和、水解、沉淀、络合、等多相反应,以及颗粒碰撞、絮团粘附、微涡旋推动等动态作用,从而使产品具有除磷净化的能力。
正磷酸盐优点:除磷的同时,起到助凝的作用,有利于后续的絮凝沉降,产品呈弱酸性,可以起调节ph值的作用。
正磷酸盐用途:用于市政污水、化学抛光、涂装前处理、磷化、电镀、养殖、化学镀、化肥、造纸、农药等不同含磷废水的处理,低、中、高浓度含量的磷都能有效地去除,同时起到混凝、降低出水COD的作用。
聚丙烯酰胺用于生活污水和有机废水的处理,本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性,这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀,澄清很有效。如生产粮食酒精废水,造纸废水,城市污水处理厂的废水,啤酒废水,味精厂废水,制糖废水,有机含量高废水、饲料废水,纺织印染废水等。
在工业污水处理中,使用的聚丙烯酰胺为:800-1800万分子量阴离子聚丙烯酰胺、600-1200万非离子聚丙烯酰胺、5-60离子度阳离子聚丙烯酰胺。一般浓缩后的污泥含水率不会达到97%,通常在99%以上的),加药设备特别是计量泵选型可适当放点余量,以便调节。
除磷剂正磷酸盐使用方法:
1、将CT-95正磷酸盐去除剂溶解成10%的溶液。
2、将絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)溶解成0.1%的溶液。
3、CT-95正磷酸盐的用量为磷的10-15倍。比如,废水含磷20ppm,每吨水用量为0.2-0.3kg(固体)。除磷絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)用量为10g/吨水。
4、取1000ml废水,调pH=根据磷含量(20ppm)加入10%磷去除剂2-3ml,搅拌10分钟。再加入4滴除磷絮凝剂,慢速搅拌3分钟。
5、沉淀半小时。取清液过滤测磷。
此方法除磷优点:不用石灰,污泥量产生量少;PH 低,不需要把水PH调至碱性再回调,可节约大量的碱;有一定除COD能力。磷去除率可达99.7% 以上。
聚丙烯酰胺在化工产品中可是一个大家族,阴离子聚丙烯酰胺是构成这个大家族必不可少的一部分,那么阴离子聚丙烯酰胺这个小家庭都有哪些成员呢?阴离子聚丙烯酰胺是以分子量大小是用来区分产品的,阴离子聚丙烯酰胺通常分为,800万、1200万、1600万、2000万分子量。很多客户会以为分子量大产品就好,反而分子量小产品就差。
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。(4)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 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。
(5)絮凝剂投加量
使用混凝法处理任何废水,都存在 絮凝剂和 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。
(6)絮凝剂投加顺序
当使用多种絮凝剂时,需要通过试验确定 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。
(7)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。
聚丙烯酰胺PAM是一种目前应用广泛的人工合成有机高分子絮凝剂,有时也被用作助凝剂。聚丙烯酰胺的生产原料是聚丙烯腈CH2=CHCN,在一定条件下,丙烯腈水解生成丙烯酰胺,丙烯酰胺再通过悬浮聚合得到聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺属于水溶性树脂,产品有粒状固体和一定浓度的粘稠水溶液两种。
聚丙烯酰胺在水的实际存在形态是无规线团,由于无规线团具有一定的粒径尺寸,其表面又有一些酰胺基团,因此能够起到相应的架桥和吸附能力,即具有一定的絮凝能力。但由于聚丙烯酰胺长链卷曲成线团,使其架桥范围较小,两个酰胺基缔结后,相当于作用相互抵消而丧失两个吸附位,再加上部分酰胺基卷藏在线团结构的内部,不能与水中的杂质颗粒相接触和吸附,所以其拥有的吸附能力不能充分发挥。
为了使缔结在一起的酰胺基再次分开、内藏的酰胺基也能暴露在外表,人们设法将无规线团适当延伸展开,甚至设法在长分子链上增加一些带有阳离子或阴离子的基团,同时提高吸附架桥能力和电中和压缩双电层的作用。这样一来,在PAM的基础上又衍生出一系列性质各异的聚丙烯酰胺类絮凝剂或助凝剂。
比如说在聚丙烯酰胺溶液中加碱,使部分链节上的酰胺基转化为羧酸钠,而羧酸钠在水中容易离解出钠离子,使COO-基保留在支链上,因此生成部分水解的阴离子型聚丙烯酰胺。阴离子型聚丙烯酰胺分子结构上的COO-基使分子链带有负电荷,彼此相斥将原来缔结在一起的酰胺基拉开,促使分子链由线团状逐渐伸展成长链状,从而使架桥范围扩大、提高絮凝能力,作为助凝剂其优势表现得更为出色。
阴离子型聚丙烯酰胺的使用效果与其“水解度”有关,“水解度”过小会导致混凝或助凝效果较差,“水解度”过大会增加制作成本。
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