0743.聚合氯化铝絮凝剂处理污水的基本论证
- 格式:pdf
- 大小:216.56 KB
- 文档页数:9
聚合氯化铝的制备及其在污水上的应用摘要:聚合氯化铝絮凝剂在水处理中应用广泛,是水处理药剂研究的热点之一。
聚合氯化铝(PAC)由于具有投加量少、絮体大、絮体沉降速度快、成本低、混凝效果好等优点,目前在国内外广泛应用于水和污水处理上。
文章介绍了国内聚合氯化铝絮凝剂的制备方法,归纳了聚合氯化铝的制备技术,分析了各种制备技术的特点及对聚合氯化铝在污水处理中的应用情况进行了综合论述。
关键字:聚合氯化铝;絮凝剂;水处理技术Abstract:Polyaluminum chloride flocculant is widely used for water treatment, and is one of the researchhotspots of water treatment reagent. Due to its low dosage,large and fast-settling resulted flocs,low cost and good coagulation effect,polyaluminium chloride(PAC)is globally applied in water and wastewater treatment.The preparation technologies of polyaluminum chloride applied in China were emphatically introduced, technologies of polyaluminum chloride preparation were summed up and their characteristics were analyzed,and the application status and research prospects of PAC in wastewater treatment.Keywords:polyaluminum; flocculant; water treatment technology一、前言水处理剂是工业用水、生活用水、废水处置进程中必需的化学药剂,通过运用这些化学药剂,可使水到达必一定的质量要求。
聚合氯化铝在污水处理中的应用聚合氯化铝是一种常见的污水处理化学物,具有投加量少、絮体大、沉降速度快、成本低、混凝效果好等优点,广泛的应用与各种行业的污水处理当中。
本文介绍了聚合氯化铝的污水处理机理,以及常见的应用方法,并以造纸废水为例,实验分析了聚合氯化铝在造纸污水处理中的应用效果,希望能够对这种方法的完善、推广和应用,提供一些帮助和启示。
标签:聚合氯化铝污水处理造纸污水聚合氯化铝是一种高性能无极高分子絮凝剂,其分子式为A1n(OH)mC13n-mo,与其他的无机高分子相比,聚合氯化铝具有分子结构稳定、絮体大、沉降速度快、成本低、混凝效果好等优点,是目前一种不错的污水处理方法,主要用于生活污水和工业废水的处理。
1 聚合氯化铝的污水处理机理与应用情况1.1聚合氯化铝的污水处理机理聚合氯化铝具有多种形态,包括单体和聚合体,是一种按照一定比例存在的多态物质的稳定的结合,也就是A13+大批A(OH)3之间,现在的研究一般集中在羟基聚合氯化铝,这是一种典型的多核聚体,具有稳定的形态和结构。
聚合氯化铝在水中主要是以二维或三维的链状颗粒形态存在的,与其他的高分子混凝剂相比,聚合氯化铝的电中和性比较突出,还具有网捕卷扫、吸附架桥等多种作用。
从其作用的过程来看,本质上属于多核羟基络合物表面络合,其处理污染物是表面水解和表面沉淀的过程。
简单的来说就是点对水中存在的胶颗粒污染物进行电中和,在将其压缩到扩散层,将其中的ξ电位和水化膜,达到脱稳的效果,在利用其具有的网捕卷扫、吸附架桥等作用,将这些胶体颗粒形成絮体,沉淀以后逐渐的与水分子分离开来,从而达到处理的目的。
1.2聚合氯化铝污水处理应用情况聚合氯化铝的应用范围非常广泛,常见的有印染废水、造纸制浆废水、啤酒厂废水等,处理效果比较突出。
在应用方法上,除了直接用于处理污水之外,也可以作为预处理工艺处理污水,或者与其他水处理药剂配合处理污水,或者改性以后再用于污水处理。
聚合氯化铝直接用于污水处理一般是污水的混凝处理,通过使用可以快速的降低废水的色度、浊度,以及污水当中所含的COD和BOD,同时它的吸附能力还可以去除污水当中所含的N、P等污染物,这种方法比较适合不太严重的生活废水的处理。
聚氯化铝一种应用很广的絮凝剂,由氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂,并具有良好的混凝净化效果,那该产品在污水处理方面都有哪些作用呢,下边带您了解。
1、具有吸附、凝聚、沉淀等性能。
主要用于污水处理,废水处理,饮用水处理,循环水处理,生产水处理。
优点是用量小,成本低,在水处理行业是较常用的水处理剂之一,当然和聚丙烯酰胺配合使用效果更好。
2、具有除磷效果,能与废水中磷酸根生成沉积,适用于污水厂除磷。
聚合氯化铝通常都是作为混凝剂使用,由于效果不一样,配置的溶液浓度及投加量都很大的差异。
固体聚合氯化铝含量为26%,28%,30%几种。
使用前应将固体溶解成10%的浓度。
投加用量可根据原水的浊度,做产品小试,来测定投加量。
3、具有高效的吸附能力,可快速有效形成密集且较大的矾花,因此,在处理工业污水中通常作为混凝剂来使用,可有效去除污水中含有的重金属离子,放射性物质,除臭,除菌,除铝等杂质,因此,不论什么污水都能够达到很好的净水效果,使水质变得干净安全。
以上就是聚合氯化铝在污水处理的3大作用介绍,如有不清楚的可咨询河南水方程净水材料有限公司,该公司是一家融水处理滤料、水质稳定剂、水处理填料三位一体的综合性专业生产厂家,产品不仅性价比高,且拥有专业的售后团队,因此,现深受客户的好评。
聚合氯化铝作为混凝剂在制水过程中的应用及优化对策摘要] 通过实际生产,对聚合氯化铝的性能、影响因素、使用方法以及使用过程中注意事项进行分析,寻求最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果,使混凝剂使用的各项参数得到优化。
[关键词]聚合氯化铝;使用;优化1 引言聚合氯化铝,简称PAC.是一种多羟基、多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂,固体产品外观为淡黄色。
本产品的显著特点是净水效果明显,絮凝沉淀速度快,沉降快、活性好。
适应pH范围宽;对管道设备腐蚀性低;能有效去除水中色质、SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子;该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。
2 自来水厂净水药剂使用现状净水剂、絮凝剂、混凝剂就是投放入水中能和水中其它杂质产生反应的药剂。
主要是起到净水的目的。
常用到的净水剂、絮凝剂、混凝剂有聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合硫酸铁等。
常用混凝剂见表2-1:表2-1 常用混凝剂污水处理中用的较多3 常用混凝剂及各自优缺点常用的无机混凝剂主要有硫酸铝、聚合氯化铝、碱式氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合铁等。
(1)我们常用的硫酸铝为固态硫酸铝,采用固态硫酸铝运输方便,使用方便,粗制的价格也较低,但质量不稳定,杂质含量多,增加了药液配制和废渣排除方面的操作麻烦,水温低时水解较困难,形成的絮凝体比较松散,效果不及铁盐混凝剂。
(2)聚合氯化铝又称为碱式氯化铝或羟基氯化铝,分子式﹝Al2(OH)nCl6-n﹞m。
我国是研制PAC较早的国家之一,PAC早已得到广泛应用。
其作用机理与硫酸铝相似,但效能优于硫酸铝,相同水质下,其投加量比硫酸铝少,对水的pH值变化适应性较强。
(3)三氯化铁FeCl3.6H2O是铁盐混凝剂中最常用的一种。
三氯化铁溶于水后,和铝盐相似,水合铁离子Fe(H2O)63+也进行水解,聚合反应。
与硫酸铝相比,三氯化铁具有以下优点:适用的pH值范围较宽;形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实;处理低温低浊水的效果优于硫酸铝;但三氯化铁腐蚀性较强,且固体易吸水潮解,不易保管。
聚合氯化铝对水中微污染物去除效果及机理研究近年来,水污染成为全球范围内的重要环境问题。
水中微污染物的存在给人们的生活和健康带来了威胁。
因此,研究水中微污染物的去除效果及机理显得尤为重要。
本文将重点探讨聚合氯化铝在水处理中对微污染物的去除效果及机理,并提供一些实验研究结果以支持这一观点。
首先,我们要了解聚合氯化铝的性质和应用。
聚合氯化铝是一种常用的净水剂,广泛应用于自来水厂和废水处理厂。
它具有高效的絮凝沉淀能力和较低的处理成本。
聚合氯化铝可以通过与水中的微污染物发生絮凝反应来达到去除的效果。
其次,我们需要了解水中微污染物的种类和特点。
微污染物主要指那些浓度较低、对生态环境和人类健康可能产生潜在危害的有机化合物和无机物质。
常见的微污染物包括药物残留、农药、工业废水排放物等。
这些微污染物具有多样性、复杂性和毒性,对水质造成威胁。
在研究过程中,我们通过实验方法探讨了聚合氯化铝对水中微污染物的去除效果。
实验中,我们选择了几种常见的微污染物,如苯酚、甲基橙染料和亚甲基蓝染料,添加到水中进行处理。
结果显示,聚合氯化铝在一定条件下能有效去除水中的微污染物。
并且,聚合氯化铝的去除效果与处理剂的投加量、溶解度、pH值等因素有关。
较高的处理剂投加量和适当的pH值能够提高微污染物的去除效果。
此外,我们还研究了聚合氯化铝去除微污染物的机理。
聚合氯化铝在水中可以形成氢键和离子键,与水中的微污染物发生化学反应。
这些反应过程包括吸附、络合、离子交换和氧化,最终达到微污染物的去除目的。
通过分析实验结果,我们确认了聚合氯化铝对不同类型的微污染物具有较强的吸附和去除能力。
综上所述,聚合氯化铝作为一种重要的水处理剂,能够有效去除水中的微污染物。
其去除效果与处理剂的投加量、溶解度和pH值等因素有关。
聚合氯化铝能够通过吸附、络合、离子交换和氧化等机制实现对微污染物的去除。
然而,需要指出的是,聚合氯化铝对微污染物的去除效果仍然有待进一步研究和改进,以满足日益严格的水质要求。
聚合氯化铝PAC在水处置范畴中很多的使用理论证实,运用聚合氯化铝替代传统的铁、铝盐混凝剂,可分明进步水厂的净化效能、降低处置本钱、改善出水水质。
在水处置工程范畴中,滤源聚合氯化铝(PAC)絮凝剂的需求量日益激增,尤其在给水处置中已逐步替代传统的凝集剂而成为主流絮凝剂。
其首要长处显示在:优秀的凝集除浊脱色和去除腐殖质的结果及较普遍的运用pH局限聚合氯化铝不只具有激烈的凝集除浊结果,并且也具有分明脱色及去除腐殖质的结果。
在一样处置前提下到达最佳絮凝效果,聚合铝所需剂量比传统铝盐要削减2/3之多。
在一样剂量前提下,运用聚合铝可以取得比传统铝盐更低的剩余浊度,因此可以以较低剂量获得一样的处置后果。
此外,聚合铝运用的pH局限比传统铝盐要宽的多。
优越的低温混凝处置效能及沉降效能普通在低温水(5℃)时,传统混凝剂的混凝除浊效能分明降低并招致出水水质恶化,而运用聚合铝,无论是低温照样常温水,都能取得较好的混凝除浊结果。
此外,聚合铝可以分明进步固液别离效率,改善沉降过滤及污泥脱水功能,然后缩短沉淀池的逗留工夫,添加产水量。
别的,因为所生成絮凝体颗粒大而严密,然后易于进行过滤和污泥脱水。
较低的残留铝含量聚合氯化铝处置后水中的残留铝含量非常低,传统硫酸铝处置水中的残留铝含量普通为150~255mu;g/L,而聚合铝处置水质中的残留铝含量只要40~55mu;g/L。
操作简洁采用聚合铝盐处置时操作进程相对传统的处置办法要简洁得多。
近年来聚合氯化铝絮凝剂在国内外的需求量日益增多,聚合氯化铝替代传统的铁、铝盐混凝剂,可明显提高水厂的净化效能、降低处理成本、改善出水水质。
成为污水处理行业的必选之一。
聚合氯化铝特点表现在以下几点:聚合氯化铝不仅具有强烈的凝聚除浊效果,而且也具有明显脱色及去除腐殖质的效果。
在相同处理条件下达到最佳絮凝作用,聚合铝所需剂量比传统铝盐要减少2/3之多。
在相同剂量条件下,使用聚合铝能够获得比传统铝盐更低的残余浊度,因而可以以较低剂量得到相同的处理结果.聚合氯化铝后水中的残留铝含量十分低,传统硫酸铝处理水中的残留铝含量一般为150~255μg/L,而聚合铝处理水质中的残留铝含量只有40~55μg/L。
聚合氯化铝在污水深度处理中的应用与改进污水处理是保护环境和人类健康的重要措施之一。
而聚合氯化铝(Polyaluminum Chloride,简称PAC)是一种广泛应用于污水处理领域的化学药剂。
本文旨在探讨聚合氯化铝在污水深度处理中的应用和改进措施。
一、聚合氯化铝的应用1. 水质净化聚合氯化铝作为一种优秀的混凝剂,其主要作用是将污水中的悬浮物质和胶体颗粒聚结成较大的沉淀物,便于后续的过滤和分离。
其净化效果优于传统的铁盐混凝剂,能够有效去除水中的浊度、氨氮、有机物等污染物。
2. 水质调节聚合氯化铝还可以作为水质调节剂来调整水的酸碱度和硬度。
在污水处理过程中,PH值的调整对于净化效果起着关键作用。
聚合氯化铝能够稳定水质中的PH值,提高净化效果。
3. 细菌消毒除了混凝作用,聚合氯化铝还具有较强的杀菌能力。
它能够破坏细菌的细胞结构,抑制细菌的生长繁殖,从而达到消毒的目的。
这使得聚合氯化铝在一些需要水质同时进行净化和消毒的场景中得到了广泛应用。
二、聚合氯化铝应用的改进措施1. 精细化剂改进为了提高聚合氯化铝的混凝效果,研究人员进行了多项改进措施。
其中之一就是引入精细化剂。
精细化剂能够提高聚合氯化铝与污水中污染物的接触和反应速率,有效地增强其混凝性能。
2. 组分优化通过混凝剂内部组分的优化,可以获得更好的污水处理效果。
研究表明,将聚合氯化铝与其他混凝剂如硅酸盐等进行复配,可以显著提高其混凝效果。
这种组分优化的方法可以根据具体的水质情况进行调整,以达到最佳的处理效果。
3. 反应条件优化聚合氯化铝的污水处理效果还受到反应条件的影响。
例如,调整药剂的投加量、搅拌速度和反应时间等参数,可以使聚合氯化铝在污水中发挥出最佳的效果。
通过仔细的反应条件优化,可以进一步提高混凝剂的利用效率和污水处理效果。
4. 环境友好性改进在使用聚合氯化铝进行污水深度处理时,要注重其环境友好性。
研制低氯聚合氯化铝,降低氯离子的含量,减少对水体环境的负面影响。
试论电厂水处理中聚合氯化铝絮凝剂的应用摘要本文通过实验室模拟絮凝过程实验,明确了聚合氯化铝的投加量对电厂原水出水水质的影响,先介绍了模拟实验的材料和方法,然后总结了实验的结果与讨论,得出了最佳的聚合氯化铝投加量,并且根据这一数据优化和合理调整了电厂实际絮凝处理的工艺参数。
关键词电厂;水处理;聚合氯化铝;絮凝剂;应用1 实验材料和方法1.1 仪器Thermoorion公司的ORION420ApH计;哈希公司生产的HACH2100N浊度计、HACHCODreactor消解仪、HACHDR/2100分光光度计以及HACHDR6000分光光度计;高邮市秦邮仪器化工有限公司生产的JBY-Ⅱ型絮凝搅拌仪。
1.2 水样和聚合氯化铝指标水样取得是当地电厂实际生产过程中所用到的原水,保障实验样品获取的真实性。
然后测量和确定样品的相关PAC指标数值:pH=7.38、浊度=99.3NTU、化学需氧量(CODCr)=19.0mg/L、总磷(TP)=0.20mg/L、氨氮(NH3-N)=1.742mg/L、悬浮液(SS)=81.0mg/L。
市面出售的聚合氯化铝液体中,氧化铝(Al2O3)的含量为10%、盐基度比例为65%、不溶物所占比例为0.14%、pH=4.50。
1.3 实验方法实验方法较为简便,首先取6个容量为1000mL的烧杯,按照500mL的标准分别注入水样形成6份实验组。
需要注意的是,模拟实验全程在六联混凝实验搅拌设备上进行和完成,能够利用搅拌器实现对不同絮凝水力条件的调整。
完成水样分装工作之后,利用搅拌器控制絮凝过程,待各水样组絮凝完全完成之后,将各实验容器静止30min左右。
最后取各烧杯液面以下5cm左右位置的水样,再利用各仪器和设备,测定水样的各项指标数据[1]。
2 结果与讨论2.1 最佳水力条件的确定水力条件指的是絮凝过程中会对絮凝效率和质量造成影响的因素,包括搅拌速度、快速搅拌的实践、慢速搅拌的速度、慢速搅拌的实践等等。
聚合氯化铝的絮凝作用在污水处理中的应用研究【摘要】本文从污水处理的实际问题着手,通过试验研究了聚合氯化铝(PAC)的絮凝作用在控制污泥膨胀和提高除磷效率方面的应用,提出了向发生膨胀的污泥中加入聚合氯化铝,聚合氯化铝可以起到控制膨胀的作用,向二级出水中加入聚合氯化铝,可以提高除磷效率,以供参考。
【关键词】聚合氯化铝;絮凝作用;污水处理;实践应用聚合氯化铝(PAC)是一种无机高分子混凝剂,对各种水质及其pH的适应性很强,矾花形成快,颗粒大而重,对温度适应性也很强,可在低温下使用,且投加量少,产泥也少,使用、管理操作都较方便,对管道的腐蚀性也小。
基于聚合氯化铝(PAC)的这些特点,基于这些特点,以下对其在污水处理中的应用进行探讨。
1.PAC絮凝作用概述PAC是一种当前研究很热门的新型无机高分子絮凝剂,它是在硫酸铝、氯化铝等传统铝盐的研究基础上开发出来的,其发生絮凝作用的机理可以解释为:一定条件下,PAC在水中能够发生水解反应生成中间产物,水体中的细微颗粒或胶体污染物能够在这些中间产物作用下进行吸附电中和、吸附架桥或吸附卷扫等作用,使这些细微物质脱离稳定状态,生成粗大的絮凝体,从水体中沉淀去除,最终使水体得到净化。
与其他混凝剂相比,PAC具有以下优点:(1)PAC不仅适用于各种污水水质,且对受污染水体pH值适用性较强,对于水质pH值在5~9范围内,均具有较好的絮凝效果。
且经PAC絮凝处理后,出水酸碱度下降程度较小。
(2)PAC在水体中形成矾花的速度快且大,污泥沉降性能较好。
(3)PAC对温度适应性强,当废水温度较低时,也能使系统维持较为恒定的处理效果。
(4)与其他铝盐、铁盐相比,PAC碱化度较高,对管道、设备等造成的腐蚀作用小。
(5)即使在投加量少的情况下,PAC也能起到较好的絮凝效果,产生的污泥量也比较少,并且易于管理和操作使用。
2.PAC在污水处理中的实践应用2.1工业废水的处理PAC具备非常好的混凝作用,目前已越来越多地应用于工业废水处理中。
聚合氯化铝絮凝剂的性能研究首先,絮凝性能是研究PAC的重要方面。
PAC能够快速形成大量致密的絮凝团聚体,有效去除水中的悬浮物和胶体颗粒。
研究表明,PAC的絮凝效果与其分子量、含铝量、氢氧化铝的含量等因素密切相关。
一般情况下,分子量较高的PAC絮凝效果较好,但其絮凝速度较慢;反之,分子量较低的PAC絮凝速度较快,但絮凝效果较差。
此外,PAC的含铝量越高,絮凝效果越好。
其次,抗溶解性能也是PAC性能研究的重要内容之一、PAC在水中的溶解度是影响其絮凝效果的重要因素。
较好的抗溶解性能可以保证PAC在水中的稳定性,确保其絮凝效果不受溶解度的影响。
研究发现,PAC的抗溶解性能与其分子量、pH值、溶解时间等因素密切相关。
一般情况下,分子量较高的PAC抗溶解性能较好,能够在较长时间内保持高度管温。
此外,适当的pH值和溶解时间也可以提高PAC的抗溶解性能。
第三,抗盐性能也是PAC性能研究的重要内容之一、水处理和污水处理工艺中,水中常常含有一定量的盐类,如钠盐、钙盐等。
PAC的抗盐性能可以保证其在高盐度的水中仍能保持较好的絮凝效果。
研究发现,PAC 的抗盐性能与其分子量、含铝量、pH值等因素密切相关。
一般情况下,分子量较高、含铝量较高的PAC具有较好的抗盐性能。
此外,适当的pH 值也可以提高PAC的抗盐性能。
最后,残留铝含量也是PAC性能研究的重要内容之一、PAC在水处理和污水处理工艺中使用后,会残留一定量的铝离子。
残留铝含量的高低会影响水的质量和环境安全。
因此,研究PAC的残留铝含量非常重要。
一般情况下,较高分子量的PAC残留铝含量较低,因此选择合适的PAC型号可以降低残留铝含量。
综上所述,聚合氯化铝絮凝剂的性能研究围绕絮凝性能、抗溶解性能、抗盐性能和残留铝含量展开。
通过对PAC性能的系统研究,可以选择合适的PAC型号,提高水处理和污水处理的效果,并保护环境安全。
聚合氯化铝絮凝剂处理污水的基本论证一、背景和意义1997年1月20日,联合国发出了淡水资源短缺的警报:“缺水问题将严重制约下世纪的经济和社会发展,并可能导致国家间的冲突”。
这份题为《对世界淡水资源的全面评估》的报告指出,目前全世界1/5以上的人口,即12亿人面临“中高度到高度缺水的压力”。
该报告还预测,到2025年,世界人口将激增到83亿,全世界将有1/3的人口遭受“中高度到高度缺水的压力”。
随着工业的发展和人口急剧增长,淡水紧缺问题已引起世界各国的普遍关注,我国面临的淡水紧缺问题尤其严峻。
我国水资源居世界第六位,但人均水量仅为世界人均水量的四分之一,居109位,加之淡水资源的时空分布不均和我国人口分布不均、社会发展不均,造成部分城市淡水资源严重紧缺。
目前全国有300多个城市缺水,50多个城市严重缺水。
淡水资源紧缺已严重影响这些地区的人民生活和经济发展,每年造成直接经济损失数千亿元。
进入21世纪,我国人口继续增长,将达到16亿高峰,对土资源的开发将达到临界状态,对水的需求也将进一步增加。
1993年全国工农业生产和城乡居民生活用水已达到5250亿m3,人均用水纺450m3。
根据人口增长,工农业生产发展,如不节约用水,初步估计2030年需增加供水2000~2500亿m3才能满足各方面的需要。
黄、淮、海三流域2010年以后,随着人口的增加,人均水资源将不足400m3,当地水源已无潜力可挖,缺水只有远距离从长江调水才能得以解决。
而长距离调水成本高、投资大、资金筹措困难,并还受到社会和环境等因素制约,工程的实施难度极大。
因此,首先需要采用各种高新技术,通过节约用水、利用雨水、污水处理回用、海水利用等途径,千方百计努力提高工农业用水的效率。
随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高,对水的需求量也越来越大,与此同时,水资源的污染也日趋严重,人类可取的水资源正在逐渐减少。
我国是水资源贫乏的国家之一,人均水量仅为世界人均水量的1/4,目前国内已有300多个城市缺水,日缺水量约1000万立方米以上,严重地影响了国内的工业生产和人民生活。
工业用水一般占城市用水的70%-80%,节约用水、合理用水的处理受到各行各业的普遍关注,各种水处理剂的需求量也日益增加。
聚铁、铝盐具有絮凝体形成速度快、矾花密实、沉降速度快、对低温高浊度原水处理效果好、适用水体pH值范围广等特性,同时还能去除水中的有机物、悬浮物、重金属、硫化物及致癌物,无铁离子的水相转移,脱色、脱油、除臭、除菌功能显著,且价格便宜,与其他净水剂相比,有着很强的市场竞争力,其经济效益也十分明显,值得大力推广应用。
目前我国每年的废水排放量约365亿吨,年处理量仅100亿吨,处理率不足1/3。
目前世界水处理市场中,包括聚铁在内的无机絮凝剂已占有3/4以上的市场份额。
我国水处理剂工业虽已具有了一定的规模和水平,但仍远远不能满足大量的工业废水及民用水处理的要求,与国外先进水平相比还有不小的差距。
业内人士预计今后几年国内水处理剂的生产将有较快的发展,年需求量将达到30万吨左右,其中絮凝剂的需求量为18万吨。
二、关键技术和预期水平效益现代废水处理方法主要分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。
物理处理法:通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜和油珠)的废水处理法。
通常采用沉淀、过滤、离心分离、气浮、蒸发结晶、反渗透等方法。
将废水中悬浮物、胶体物和油类等污染物分离出来,从而使废水得到初步净化。
化学处理法:通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。
通常采用方法有:中和、混凝、氧化还原、萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗透等方法。
生物处理法:通过微生物的代谢作用,使废水溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机物、有毒物等污染物质,转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。
生物处理法又分为需氧处理和厌氧处理两种方法。
需氧处理法目前常用的有活性污泥法、生物滤池和氧化塘等。
厌氧处理法,又名生物还原处理法,主要用于处理高浓度有机废水和污泥,使用处理设备,主要为消化池等。
与物理、化学方法相比较,生物法具有运行费用低、处理效果好的特点。
但生物法存在着处理时间相对较长、废水中含有有毒物质存在时难以使用等缺陷。
生物学家和工程技术人员正不断努力,通过改良微生物菌种、改良处理工艺等手段提高生物处理的效果。
通过各种手段对废水进行处理后再排放可减少污染,但彻底消除污染的方法是不产生污染物。
科学家们正在不断努力,一方面,寻找更有效的废水处理方法,消除污染物;另一方面,研制设计出新的清洁生产工艺,减少污染物的产生。
下面我们来着重谈谈化学处理法中的絮凝法:强化絮凝过程需要提高两方面的技术:(一)、发展新型高效能絮凝剂(二)、发展高效絮凝反应器,技术上取得新的突破。
同时做到相互协同发展,进而将这两方面优势有机地结合起来,建立新型絮凝工艺技术系统,从整体上改进水处理絮凝过程的质量和面貌。
在研究开发新型高效絮凝剂方面无机高分子絮凝剂(IPF)无机高分子絮凝剂(IPF)无疑是当前研究的重点。
由于它比传统絮凝剂具有适应性强、无毒、可成倍提高效能且相对价廉等优点,因而近年已得到广泛重视,正逐步发展成为混凝过程的主流药剂。
其中,聚合氯化铝是当前工业生产技术最成熟、效能最高、应用最为广泛的无机高分子絮凝剂品种。
同时,以聚合氯化铝产品作为基本原料,还可衍生制备出多种系列的适合于不同水质处理状况的复合型无机高分子絮凝剂。
如聚合铝铁、聚合硅铝以及有机复合型絮凝剂。
尽管大量的混凝实践证明聚合铝絮凝剂比传统铝盐凝聚剂的混凝效能提高2~3倍。
但对于这类新型药剂为何会突出地高效尚缺乏全面深入的科学验证和理论诊断,一般的认识和处理方法尚停留在沿用传统凝聚剂的概念或主观推断,尚缺少直接的实验验证。
实际上,在聚合铝应用基础方面,从形态分布及其转化规律,聚合反应控制参数及其制备条件,投加后的形态转化及其稳定性,高效凝聚絮凝机理及效能,以及应用工艺技术等诸多方面,均有别于传统凝聚剂,这些问题只有经过全面系统深入地研究,才能够得到较确切的解答,同时促进这类新型药剂的进一步提高并扩展其应用范围。
基于上述原因,我们就以现代化学及絮凝理论为基础,追踪当前国际研究发展动向,同时结合实际生产工艺及水处理实践,从混凝理论的发展,聚合铝水解形态转化及其分布特征,絮凝形态稳定性及电动特性,以及高效凝聚絮凝效能,作用机理与絮凝动力学,聚合铝高效絮凝应用实践等多方面进行了全面深入、系统地研究,为深入揭示聚合水解-聚合反应过程及形态转化规律,阐明聚合铝水解聚合形态与凝聚作用机理及絮凝动力学的相互关系,建立定量聚合铝的表面吸附沉淀模式提供科学理论研究的基础。
同时也为进一步改进聚合铝产品质量,提高凝聚剂絮凝效能,拓宽应用范围提供必要的应用基础理论研究依据。
最终为推动和发展我国无机高分子絮凝剂的基础应用理论研究,提高工业化生产技术水平及其应用实践作出贡献。
有机高分子絮凝剂高分子絮凝剂种类目前应用于水处理中的高分子凝剂,为分子量由数万至数百万的高分子水溶性有机聚合物。
有机高分子絮凝剂具有在颗粒间形成更大的絮体及由此产生的巨大表面吸附作用。
因而,近年来国内外在研究和应用方面都进展得很快。
絮凝剂的种类很多,按其来源可分为天然和人工合成的两大类。
天然高分子絮凝剂淀粉、单宁、纤维素、藻朊酸钠、古尔胶、动物胶和白明胶等等。
天然高分子絮凝剂可经过各种化学改性以适应不同的需要,如淀粉可改性为糊精、苛化淀粉、含磷酸盐-CH2OPO(CH)2和含胺基-CH2CH2NH2的淀粉等。
一般来说天然高分子絮凝剂价格低廉,但分子量较低且不稳定,使用时用量高,效果不佳且排放时有可能产生BOD等问题。
所以,除考虑到毒性而使用人工合成的高分子絮凝剂。
其中用得最为广泛的要属分子量为300万以上的聚丙烯酰胺及其衍生物。
实践证明,不同的高分子絮凝剂,对不同的水质处理效果相差很大,其最佳效果的用量幅度很小,超过一定范围,反而会形成复稳。
高聚合度的水溶性有机高分子聚合物或共聚物的分子中,含有许多能与胶粒和细徽悬浮物颗粒表面上某些点位起作用的活性基团,分子量在数十万至数百万。
根据聚合物单体上活性基团在水中的离解情况,按官能团分类可分为非离子型、阴离子型和阳离子型三类。
表1是许多高分子絮凝剂的主要官能团。
国内外常用的具有代表性的高分子絮凝剂有:非离子型-聚丙烯酰胺(简写为PAM,分子量在150万-900万,商品浓度一般为8%)、聚氧化乙烯;阴离子型-聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸水解聚丙烯酰胺(HPAM)、聚磺基苯乙烯;阳离子型-丁基溴聚乙烯吡、聚二丙烯二甲基胺(PDADMA)。
用量一般为废水量的百万分之一至百万分之二。
当絮凝剂为离子型,且其电性与胶粒表面电荷相反时,絮凝剂就考虑到降低ξ电位和吸附桥连的双重作用,絮凝效果就特别显著;而当其点性与胶粒表面电荷相同时,则要求双方的电荷都不太强。
为要充分发挥絮凝剂的吸附桥连作用,应使它的长链生长到最大限度,同时让可离解的基团达到最大的离解度且得到充分的暴露,以便产生更多的带电部位,并与微粒有更多的碰撞机会,结果絮凝效果可提高数倍。
表1:高分子絮凝剂的主要官能团非离子型官能团——OH羟基——CN腈——CONH2酰胺阳离子官能团——NH2伯胺——NH—R仲胺——N—RR叔胺R——N—RR季胺阳离子型官能团——COOH羧酸——SO3H磺酸——OSO3H硫酸脂当然,絮凝剂的选择及使用量要根据废水的具体性质而定,总的原则是所用的絮凝剂必须价廉、易得、高效、使用量少。
生成的絮凝物易沉降分离。
使用无机絮凝剂时要注意其适用的pH值范围,一般在投加无机盐絮凝剂后再添加pH调节剂。
对高分子絮凝剂,为了充分发挥其在水中的化学架桥作用,应选用能在水中均匀分散、溶解,具有吸附活性基因的高分子化合物、水容性高分子化合物。
为了使其在水中处于较大的分散状态,一般先用纯水或软水溶解配成一定浓度的溶液,然后再加到待处理的废水中去。
因为这些高分子化合物往往会受到水质的影响。
使分子的扩散和离子基的离解受到抑制,处理效果下降。
在絮凝反应器方面目前处于主流的反应器有:隔板反应池、涡流式反应池、机械搅拌反应池、静态混合器、文丘里管道混合器、机械加速澄清池、固定絮凝器等等。
为了使胶体脱稳和絮体颗粒增大密实,并降低能耗、药耗,就需要对絮凝设备结构构造进行深入研究,开发出新型高效的絮凝设备。
根据涡流理论设计的多极涡流管式混合器和通过一系列格网以增加水流紊动度来提高絮凝效果的竖流往复折流式絮凝反应器便是其中效果较好的两种絮凝设备。
三.应用情况和开发利用前景絮凝过程既是最古老的水质净化处理方法,又是当今众多水处理工艺技术中应用最广泛、最普通的单元操作工艺技术。