水处理的混凝方法与混凝剂
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混凝技术在水处理中的应用探讨水是生命之源,是人类生活和工业生产的重要基础。
随着工业化进程的加快和城市化进程的加速,水资源的污染和短缺问题变得日益突出。
为了保护水资源,改善水质,确保人民生活用水的安全,混凝技术成为了水处理领域中的重要手段之一。
本文将就混凝技术在水处理中的应用进行探讨,以期进一步加深对混凝技术的理解和应用。
一、混凝技术的基本原理混凝技术是指利用混凝剂将水中的悬浮物、絮状物、胶体等微小颗粒形成较大的凝聚体,使其沉降或浮于水面,并通过过滤、沉淀等方式将其分离出水体的一种水处理技术。
混凝技术的基本原理是通过给水加入混凝剂,使水中的细小颗粒在混凝剂作用下发生聚集,形成较大的凝聚体,这些凝聚体随后通过沉降、浮升等方式从水中分离出去。
混凝剂一般分为无机混凝剂和有机混凝剂两大类。
常用的无机混凝剂有氧化铝、硫酸铁、氢氧化铁、氢氧化钙等;有机混凝剂一般为聚合物,如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠等。
这些混凝剂能够改变水中颗粒的表面电荷应力,使颗粒之间发生凝聚,从而实现净水目的。
二、混凝技术在污水处理中的应用1. 混凝前处理在污水处理过程中,混凝技术通常被用于污水的初级处理阶段。
当污水中存在大量的悬浮物、胶体和其他微小颗粒时,通过混凝技术可以将这些颗粒聚集成较大的凝聚体,便于后续的沉降、过滤等处理。
混凝前处理还可以有效减轻后续工艺的负担,提高处理效率。
2. 城市污水处理厂在城市污水处理厂中,混凝技术被广泛应用于污泥脱水和固液分离过程中。
混凝技术可以使污泥中的颗粒形成较大的凝聚体,有利于后续的脱水处理,减少能耗和处理成本。
3. 工业废水处理在工业生产过程中,常常会伴随着大量的废水排放。
这些废水中含有各种有害物质和固体颗粒,通过混凝技术可以将这些颗粒聚集成较大的凝聚体,便于后续的处理和处置。
三、混凝技术在饮用水处理中的应用1. 自来水厂在自来水处理过程中,混凝技术被用于除去水中的浊度和色度物质。
通过加入适量的混凝剂,使水中的悬浮物和胶体凝聚成较大的凝聚体,进而通过过滤等手段将其分离出去,从而提高水质。
污水处理工艺流程全面解析混凝沉淀法的处理原理和步骤污水处理是保护环境和人类健康的重要工作。
在众多的污水处理工艺中,混凝沉淀法是其中一种常用的处理方法。
本文将从处理原理和步骤两个方面来进行全面解析。
一、处理原理混凝沉淀法是通过物理和化学的作用去除污水中的悬浮物、浊度、油脂、颜色和重金属等有害物质。
其处理原理主要包括以下几个方面:1. 混凝作用:在此处理过程中,添加一定量的混凝剂,如硫酸铝、聚合氯化铝等,通过与污水中的悬浮物发生化学反应,使悬浮物聚集成较大的颗粒状物质。
2. 静态沉淀:混凝后的污水进入沉淀池,在污水中的颗粒状物质由于重力作用而沉淀到底部形成污泥,使污水变得清澈。
3. 污泥处理:沉淀后的污泥需要进行进一步的处理,如脱水、脱臭等,以减少对环境造成的二次污染。
二、处理步骤混凝沉淀法的处理步骤一般包括原水处理、混凝沉淀池处理和污泥处理三个过程。
1. 原水处理:这一步骤主要是对原水进行预处理,以去除大颗粒悬浮物和过滤杂质。
常见的预处理工艺包括格栅除渣、沉砂池沉淀等。
2. 混凝沉淀池处理:原水处理后的污水进入混凝沉淀池,混凝剂会与污水中的悬浮物发生化学反应,形成较大的颗粒状物质。
同时,污水在沉淀池内停留一定的时间,使得颗粒状物质能够充分沉淀。
3. 污泥处理:经过混凝沉淀后,底部的沉淀污泥需要进行处理。
通常采用的方法包括机械脱水、厌氧消化、焚烧等,以减少对环境的影响。
在实际应用中,还会根据不同情况对混凝沉淀法进行改良和优化。
一种常见的改良方式是引入细菌群来降解有机物,提高处理效果。
综上所述,混凝沉淀法是一种常用的污水处理工艺,其处理原理通过混凝作用和沉淀作用去除污水中的有害物质。
处理步骤主要包括原水处理、混凝沉淀池处理和污泥处理。
我们需要根据具体情况进行适当的改良和优化,以提高处理效果。
通过合理的运用混凝沉淀法,我们能更好地保护环境、维护生态平衡,实现可持续发展的目标。
水处理混凝原理1、混凝定义向原水中投加混凝剂,破坏水中胶体颗粒的稳定性,通过胶粒间以及其他微粒疸的互相碰撞和聚焦,形成易于从水中分离的絮状物质的过程,称为混凝。
混凝是去除天然水中浊度的最主要的方法。
水中浊度是由细微悬浮物所造成的,分散度处于胶体状态时将产生最大的光散射,因而胶体物质是形成浊度的主要因素。
混凝也是去除天然色度的重要方法。
水中天然色度来源于腐败的有机植物,主要是土壤中所含的腐殖质。
腐殖质是成分十分复杂的物质,分子量从几百到数万。
有一部分天然色度属于高分子真溶液,但投加混凝剂可以使天然色度分子与铝或铁形成难溶的络合物,或者是通过混凝剂带的正电荷的水解产物与色度分子的负电荷中和而形成凝絮。
混凝对某些无机物和某些有机污染物,也有一定的去除效果。
水中的铁、硅可以以有机物、亚铁盐的形式,也可以胶体络合物的形式存在于水中。
当以胶体形式存在时,可以用混凝的方法去除。
如上海黄浦江原水总硅量约16.8毫克/升,溶解性硅为5.6毫克/升,采用混凝-沉淀-过滤处理后,总硅量可降到6.7毫克/升。
如果用加强混凝的方法,胶体硅可下降到0.2-0.4毫克/升。
生活饮用水中规定的十种无机物和重金属污染,除了硝酸盐和氟化物外,混凝对常见八种重金属污染都有一定的去除效果。
2、混凝过程混凝常见分为凝聚和絮凝两个阶段。
胶体颗粒具有十分巨大的比表面积,胶核表面的电位离子吸收相反的离子,形成内外两个电离层。
胶体核心外是扩散层和吸附层,当同号电荷颗粒接近到扩散层时同电荷会产生斥力,这是胶体颗粒不会聚集的主要原因。
当原水投加混凝剂时,随着采用混凝剂的品种、投加量、胶体颗粒的性质以及介质环境温度等多种因素发生以下变化:⑴压缩扩散层。
当向水中投加电解质盐类时,水中的离子浓度增加,扩散层厚度减少。
⑵吸附和电荷中和。
当采用铝盐或铁盐作为混凝剂时,随着PH值的不同,会有不同的水解产物。
当pH较低时,带正电荷。
与多数为负电荷的胶体(胶核)颗粒起中和作用,从而导致颗粒相互聚集。
混凝沉淀工艺流程
《混凝沉淀工艺流程》
混凝沉淀工艺是一种常用的水处理方法,用于去除水中的悬浮物、浑浊物和有机物。
在这个过程中,先利用混凝剂将水中的悬浮物和浑浊物聚集成较大的颗粒,然后通过沉淀的方式将它们从水中分离出来。
混凝沉淀工艺流程通常包括以下几个步骤:
1. 混凝剂的加入:在混凝槽中,将适量的混凝剂加入水中。
混凝剂通常是一种化学物质,如硫酸铝、聚合氯化铝等,它们能够与水中的悬浮物和浑浊物发生化学反应,形成较大的凝聚体。
2. 搅拌和混凝:在混凝槽中,通过机械搅拌或气体搅拌的方式,使混凝剂和水中的颗粒物充分混合,促进凝聚体的形成。
搅拌的时间和强度需要根据不同的水质和处理要求进行调整。
3. 沉淀:经过混凝后,含有大颗粒凝聚体的水体被送入沉淀槽。
在沉淀槽中,由于重力作用,凝聚体逐渐沉降到槽底,水体中的悬浊物得以分离。
4. 上清液的处理:沉淀过程中,上清液会逐渐清澈,其中可能还含有少量的悬浮物和溶解物。
为了进一步净化水质,通常需要对上清液进行过滤或其他二次处理。
混凝沉淀工艺流程在工业和生活中被广泛应用,能够有效去除水中的悬浮物和浑浊物,改善水质,保障用水安全。
同时,混凝沉淀工艺也是废水处理的重要方法之一,可以减少废水中的
污染物含量,满足环保要求。
因此,掌握混凝沉淀工艺流程对于提高水处理效率、降低成本、保护环境都具有重要意义。
简述混凝法在水处理中的适用范围混凝法是一种常见的水处理技术,通过添加混凝剂使水中的悬浮物和胶体物质凝聚成较大的团块,从而使其易于沉降或过滤。
混凝法广泛应用于饮用水、工业用水、污水处理等领域,本文将从以下几个方面介绍混凝法的适用范围。
一、适用于不同水质混凝法适用于不同水质的处理,包括地表水、地下水、河流水、湖泊水等。
不同水质中悬浮物和胶体物质的种类和浓度不同,需要选用不同的混凝剂和工艺条件。
例如,对于含有较高浊度的水,应选用高效的混凝剂和加药方式,以提高混凝效果。
二、适用于不同污染物混凝法可去除水中的有机物、无机物、重金属离子、微生物等污染物,具有广泛的适用性。
其中,有机物和微生物的去除需要与其他处理工艺配合使用,如生物处理或消毒。
三、适用于预处理和后处理混凝法可作为水处理工艺的预处理和后处理环节。
在预处理环节,混凝法主要用于去除水中的悬浮物和胶体物质,减少后续处理工艺的负荷,提高处理效果。
在后处理环节,混凝法可用于去除后处理工艺中产生的悬浮物和胶体物质,以达到更高的出水质量要求。
四、适用于不同处理规模混凝法适用于不同规模的水处理厂,包括小型自来水厂、中型城市供水厂和大型工业水处理厂等。
不同规模的处理厂需要选用不同的混凝剂和工艺参数,以满足不同的处理要求和经济效益。
五、适用于不同的处理目标混凝法可用于不同的处理目标,包括去除浊度、COD、BOD、色度、异味、微生物等。
不同的处理目标需要选用不同的混凝剂和工艺条件,以达到最佳的处理效果。
混凝法在水处理中具有广泛的适用范围,包括不同的水质、污染物、处理规模、处理目标等方面。
然而,混凝法也存在一些局限性,如对于某些难处理的污染物效果不佳,且混凝剂的投加量和副产物的处理也需要考虑。
因此,在实际应用中,应根据具体情况综合考虑,选用合适的工艺组合,以达到最佳的水处理效果。
低温低浊水混凝处理方法
低温低浊水混凝处理方法是一种针对水中微小悬浮物的处理技术,可以用于去除自来水、废水等中的杂质与颗粒物。
其主要原理是利用低温(一般在0~5℃之间)和低浊度(一般小于50NTU)的水环境,加入适量的混凝剂,通过吸附和沉淀作用将悬浮物沉淀下来。
低温低浊水混凝处理方法的主要步骤包括以下几个方面:
原水处理:首先将待处理的水进行初步处理,如除砂、除泥、过滤等,简单去除大颗粒悬浮物。
加药混凝:向经过初步处理的水中加入混凝剂,如聚合氯化铝、硫酸铁等,使悬浮物颗粒间产生带电性,从而吸引并连接成较大的絮凝物。
沉淀:在低温低浊的条件下,沉淀速度变慢,有助于形成较大的絮凝物,并有利于稳定把握出水水质,使水质达到国家相关标准。
出水:将沉淀下的絮凝物与水体分离开,即可获得处理后的水源。
需要注意的是,在低温低浊水混凝处理中,具体的药剂类型、用量和混凝时间等参数需要按照实际情况进行调整,以保证处理效果和经济效益。
混凝剂及用法
混凝剂是用于水处理、污水处理和工业废水处理中的一种化学物质。
它的作用是把悬浮在水中的固体颗粒和其他杂质聚集在一起,形成大
颗粒物质,方便后续的除杂和处理。
混凝剂被广泛应用于饮用水、工
业用水、农业灌溉水和废水处理等领域。
以下是常用的混凝剂及其用途:
1. 活性炭混凝剂:主要用于水处理中去除有机物、重金属离子等污染物。
2. 铝盐混凝剂:包括铝酸盐、氯化铝等,主要用于水处理、污水处理
等领域中的混凝作用。
3. 铁盐混凝剂:主要分为硫酸铁、氯化铁等,广泛用于水处理、废水
处理中去除难降解的污染物。
4. 高分子有机物混凝剂:主要由聚合物制成,可以加速悬浮物和颗粒
物的沉降,用于污水处理和废水处理中。
5. 硅酸盐混凝剂:主要作用是净化饮用水、水处理和废水处理,可以
快速凝聚净化水中的悬浮物和色度物质。
混凝剂的用法:
混凝剂的使用需要根据具体情况来选择及控制剂量。
一般情况下,混凝剂的投加量应该适量,过量使用不利于后续的处理,而投加量过少则不利于混凝效果的实现。
在实际使用中,应严格遵守相关的规定和操作规程,全面了解混凝剂的性质和使用要求。
此外,混凝剂的使用还需要考虑水的流量、水质、混凝沉淀时间等因素,确保混凝作用的正常实现。
总之,混凝剂是水处理、污水处理和废水处理中不可或缺的化学剂之一,选择合适的混凝剂及科学的使用方法对于提升水的品质、减少水的污染、保护人类健康有着十分重要的作用。
原理
混凝法是一种水处理技术,主要用于去除水中的悬浮物、有机物和少量的无机物。
混凝法的基本原理是利用一种吸附剂(通常是混凝剂)来吸附水中的污染物,然后将吸附剂和污染物一起沉淀出来,最后进行过滤或沉淀,使水达到指定的水质标准。
混凝法的基本流程如下:
1 添加混凝剂:将混凝剂加入水中,混凝剂可以是纤维素、聚合物、
高分子复合物等。
2 混凝反应:在适当的pH值和温度条件下,混凝剂与水中的污染
物发生反应,形成混凝膜。
3 沉淀:混凝膜会与水中的悬浮物结合,使污染物沉淀到水底。
4 过滤或沉淀:将沉淀物进行过滤或沉淀,以去除污染物。
混凝法是一种常用的水处理技术,它的优点在于能够有效去除水中的悬浮物和有机物,并且成本较低。
但是,混凝法也有一些缺点,如对高浓度的污染物的去除效率较低,混凝剂的消耗量较大等。
因此,在使用混凝法处理水时,应当注意选择适当的混凝剂,并进行有效的控制。
7种去除废水色度方法去除废水色度是水处理过程中的关键环节之一,因为废水中的颜色是直观反映废水水质的重要指标之一、本文将介绍7种常见的去除废水色度的方法。
1.混凝沉淀法混凝沉淀是废水处理中最常用的方法之一、通过加入混凝剂,使废水中的悬浮颗粒物团聚成大颗粒,从而降低废水的色度。
常用的混凝剂有铁盐、铝盐等。
混凝沉淀法可以有效去除泥浆和有机物等废水中的大部分色度。
2.活性炭吸附法活性炭具有较强的吸附能力,可以吸附废水中的有机物质和颜色物质。
将活性炭加入废水中,利用活性炭表面的微孔结构吸附废水中的有机物和颜色物质,从而降低废水的色度。
活性炭吸附法适用于去除有机物较多的废水色度。
3.氧化法氧化法通过加入氧化剂来氧化废水中的有机物质,将有机物质氧化成无色的有机酸或无机物质。
常用的氧化剂有氯气、次氯酸钠等。
氧化法可以有效降低废水中的有机物质浓度和色度。
4.膜分离法膜分离法是利用特殊的膜材料进行分离和过滤的方法。
常用的膜材料有超滤膜、反渗透膜等。
废水通过膜过滤时,大部分的颜色物质和有机物质被阻隔在膜的一侧,从而降低废水的色度。
5.光催化氧化法光催化氧化法是利用光敏催化剂在光照下产生大量氧化性自由基,通过与废水中的有机物质发生氧化反应来降低废水中的色度。
常用的光催化氧化剂有二氧化钛、氧化锌等。
6.超声波法超声波法是利用超声波的振动作用来破坏废水中有机物质和颜色物质的结构,从而达到降低废水色度的目的。
超声波在水中产生微小的气泡,气泡在破裂过程中产生高温和高压,从而产生冲击波和涡流,在废水中有机物质的氧化和分解。
7.植物净化法植物净化法是利用水生植物对废水中的有机物质进行吸收和降解的方法。
水生植物具有很强的生物降解能力和吸收作用,可以有效去除废水中的有机物质和颜色物质,降低废水的色度。
这些方法在实际应用中往往会结合使用,以达到更好的去除废水色度的效果。
但是需要根据废水的具体特性和需要达到的排放标准来选择适合的方法。
水处理中混凝剂用量水处理中的混凝剂是一种用于去除水中悬浮物的物质。
在水处理过程中,水中可能存在的悬浮物包括悬浮固体、有机物和微生物等,它们会影响水的质量和清洁度。
为了提高水的质量,需要使用混凝剂来凝聚这些悬浮物,使其变成较大的团簇,从而便于后续的过滤和沉淀。
混凝剂的用量是水处理过程中的一个重要参数。
适当的混凝剂用量能够确保悬浮物得到有效凝聚和沉降,从而使水中的杂质得到去除。
然而,过量的混凝剂使用会导致混凝剂的浪费和经济成本的提高,同时可能会对水环境产生不良影响。
因此,合理确定混凝剂的用量对于水处理过程是非常重要的。
混凝剂的用量是根据水样分析结果来确定的。
首先,需要对水样进行全面的分析,包括浊度、悬浮物、有机物等指标。
这些指标可以通过实验室测试或现场测试来获取。
根据水样分析结果,可以确定混凝剂的最佳用量。
确定混凝剂的用量还需要考虑到水的特性和处理目的。
不同的水处理过程需要不同的混凝剂和用量。
例如,在自来水处理中,根据水中的浊度和总固体含量,可以选择合适的混凝剂和用量。
通常情况下,水样中的浊度和总固体含量越高,混凝剂的用量越大。
在实际应用中,混凝剂的用量可以通过不同的方式控制。
常见的方法包括手工投加和自动控制。
手工投加是指操作人员根据经验和水样分析结果来确定混凝剂的用量,并通过手动投加的方式将混凝剂加入水中。
而自动控制是利用自动化设备来监测水质和调节混凝剂的投加量,以实现混凝剂用量的自动控制。
在自动控制中,可以使用在线水质监测仪器来实时监测水质指标,如浊度、总固体含量和有机物含量等。
根据实时监测的结果,控制系统可以自动调节混凝剂的投加量,使其达到最佳用量。
这种方式可以减少人为因素对混凝剂用量的影响,提高处理效果和稳定性。
此外,混凝剂的用量还受到其他因素的影响,如混凝剂的质量、反应时间和反应温度等。
不同的混凝剂具有不同的混凝效果和特性,需要根据实际情况进行选择。
同时,混凝剂的反应时间和反应温度也会影响其混凝效果和用量。
给水原水处理中的混凝技术华南理工大学造纸与环境工程学院(广东广州,510641) 周勤 肖锦 摘要 综述了混凝剂和混凝技术在给水原水水处理中的应用现状,并对其今后的发展提出了看法。
关键词 给水,混凝,聚合氯化铝 混凝技术是目前国内外广泛使用的既经济又简单的水处理技术,在给水的净化处理中获得普遍的应用。
自1884年美国开发使用硫酸铝(AS)以来,铝盐在水处理工业中占有重要地位。
到本世纪60年代,聚合氯化铝(PAC)以其优越的净水性能被广泛应用。
迄今为止,铝盐在饮用水处理中使用最广泛,产量最大。
日本有八个生产PAC 厂家,年产量近50万t。
我国硫酸铝的生产能力近100万t, PAC的主要生产厂超过50家。
据日本水协报导,PA C与AS 相比,浓度与投加量相等情况下需碱量后者比前者约多1倍,且PAC除浊、除菌的效果均优于AS。
随着科技的发展,一些新型的铝盐正处于研制、应用和推广中:杭州自来水公司以聚硫氯化铝(PACS)和硫酸铝在原水中进行混凝实验的比较,发现前者对浊度和色度的去除率可提高10%左右〔1〕。
另有报导,聚合硫酸铝和含镁聚合铝的混凝作用均比硫酸铝好,而且对pH值的影响较小〔2〕。
1989年汉迪化学品公司研制成功一种碱式多羟基硅酸铝(PASS),据报导成本约为明矾的2倍,但它含有更多的活性铝,能生成高密度的絮状物,沉降速度快,用量少,温度范围广,处理后残余铝低,十分适宜用于饮用原水处理。
目前加拿大、日本、英国等均有生产,已得到全美科学财团(NSF)饮用水处理的认可〔3〕。
另一种含铝离子的聚硅酸絮凝剂(PSAA)也被认为对低温低浊度水具有良好的混凝性能。
1995年南京自来水公司上元门水厂扩建10万m3/d 工程,应用引入高分子助凝剂的CF复合聚氯化铝作为混凝剂,经过三年的比较发现其使用比单一PAC便宜,出水水质达标。
据称这种CF复合聚氯化铝经江苏省卫生防疫站检测为食品级,无毒无害,可用于饮用原水处理〔5〕。
水处理实验设计—污水的混凝处理实验一、实验目的为了深入了解絮凝理论在水处理领域的应用和进一步掌握絮凝剂的特性,针对污染水体进行絮凝沉淀处理实验,观察絮凝沉淀过程并探讨絮凝剂在水处理过程中的最佳添加量。
二、实验要求1、要求认识几种絮凝剂,掌握其配制方法。
2、观察水处理过程中的絮凝现象,从而加深对絮凝理论的理解。
3、认识絮凝理论对污染水处理的重要意义。
三、实验原理所谓絮凝剂或者混凝剂是指:凡是能使水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的水处理剂。
天然水或工业污水水中除了含有泥砂、颗粒很细的尘土、腐殖质、淀粉、纤维素、细菌、藻类等微生物。
这些杂质与水形成溶胶状态的胶体微粒,由于布朗运动和静电排斥力而呈现沉降稳定性和聚合稳定性,通常不能利用重力自然沉降的方法除去,必须加入絮凝剂以破坏溶胶的稳定性,使细小的胶体微粒凝聚再絮凝成较大的颗粒而沉淀。
絮凝机理一般有三种:(1)电解质对双电层的作用(图1)水中的悬浮物或固体微粒通常呈胶体状态分布,它们具有巨大的比表面,可吸附液体中的正离子或负离子或极性分子,使固液两相界面上的电荷分布不均匀而产生电位差。
加入电解质,使固体颗粒的表面形成的双电层有效厚度减少,使范德华引力占优势而达到彼此吸引,最后达到凝聚。
(2)吸附架桥作用机理(图2)当加入少量高分子电解质时,由于胶粒对高分子物质有强烈的吸附作用,高分子长链一端吸附在一个胶粒表面上,另一端又被其他胶粒吸附,形成一个高分子链状物。
高分子长链像各胶粒间的桥梁,将胶粒联结在一起形成絮凝体,最终沉降。
(3)沉淀物卷扫作用机理(图3)当水中加入较多的铝盐或铁盐等药剂后,在水中形成高聚合度的氢氧化物,可以吸附卷带水中胶粒而沉淀。
图1 固体微粒的双电层结构图2 高分子聚合物的吸附架桥作用图3沉淀物卷扫作用机理本次实验选择铝系絮凝剂(硫酸铝Al 2(SO 4)3)。
铝离子在水溶液中首先形成水合离子,也可以视为水分子作配位体的络合离子,通过水合离子的酸性离解即水解作用生成氢氧化物或羟基络离子。
给水处理中混合、絮凝反应、沉淀三大工艺介绍一、概述“涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术“是根据王绍文教授提出的多相流动物系反应控制惯性效应理论,结合给水工程初中,经近十年的研究而发明的。
该技术涉及了给水处理中混合、絮凝反应、沉淀三大主要工艺。
理论上,首次从湍流微结构的尺度即亚微观尺度对混凝的动力学问题进行了深入的研究,提出了“惯性效应“是絮凝的动力学致因,湍流剪切力是絮凝反应中决定性的动力学因素,并建立了絮凝的动力相似准则;首次指出扩散过程应分为宏观扩散与亚微观扩散两个不同的物理过程,而亚微观扩散的动力学致因是惯性效应,特别是湍流微涡旋的离心惯性效应。
由于新理论克服了现有传统给水处理技术理论上的缺陷和实践上的不足,因而导致了在给水处理技术上的重大突破。
实践中,发明了串联圆管初级混凝设备、小网格反应设备、小间距斜板沉淀设备等三项专利。
目前这项新技术已在大庆市、宾县、海伦市、抚顺市、清原县、秦皇岛市等地自来水公司成功地推广使用,取得了明显的经济效益和社会效益。
工程实践证明:此项技术用于新建水厂,构筑物基建投资可节约20-30%;用于旧水厂技术改造,可使处理水量增加75%-100%,而其改造投资仅为与净增水量同等规模新建水厂投资的30%-50%。
采用此项技术可使沉淀池出水浊度低于3度,滤后水接近0度,可节省滤池反冲洗水量50%,节省药剂投加量30%,大大降低了运行费用和制水成本。
这项技术适应广泛,不仅对低温低浊、汛期高浊水处理效果好,同时,对微污染原水具有较好的处理效果。
可利用最小投资,取得最大效益,充分发挥现有供水设施的潜力,在短时间内缓解城市供水短缺状况,促进城市的经济发展。
二、“涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术“的工作机理(一)混合混合是反应第一关,也是非常重要的一关,在这个过程中应使混凝剂水解产物迅速地扩散到水体中的每一个细部,使所有胶体颗粒几乎在同一瞬间脱稳并凝聚,这样才能得到好的絮凝效果。
因为在混合过程中同时产生胶体颗粒脱与凝聚,可以把这个过程称为初级混凝过程,但这个过程的主要作用是混合,因此都称为混合过程。
⽔中的微粒⼤多都带有负电荷,由于同性相斥,它们很难粘合起来成为较⼤的颗粒,只有向⽔中投⼊⼤量带有正电荷的混凝剂使得胶体之间相互聚结,这个过程叫凝聚。
向⽔中投⼊具有线性结构的混凝物(如聚合氯化铝),&考&试⼤$线的⼀段拉着⼀个胶体颗粒,另⼀个胶体颗粒在相距较远的两个微粒之间起着粘结架桥的作⽤,使得颗粒逐步变⼤,变成⼤颗粒的絮凝体(俗称矾花)这⼀过程称之为絮凝。
凝聚与絮凝合称为混凝。
所谓混凝过程是指在⽔处理过程中向⽔中投放药剂,进⾏⽔与药剂的混合,从⽽使⽔中其它胶体物质产⽣凝聚与絮凝的这⼀综合过程。
混凝处理是指在⽔中加⼊药剂后,产⽣电离⼦和⽔解作⽤,形成了胶体并与⽔中其它胶体颗粒进⾏吸附作⽤,使其絮凝成⼤的颗粒,最后产⽣沉降等的⽔处理过程。
水处理的混凝方法与混凝剂
发表时间:2009-05-22T09:15:35.263Z 来源:《中小企业管理与科技》2009年5月上旬刊供稿作者:张丽娟[导读] 在诸多的水处理方法中,混凝法是一种最常用的水处理物化方法。
摘要:在诸多的水处理方法中,混凝法是一种最常用的水处理物化方法。
这种方法是通过向水中加入混凝剂而使胶体脱稳产生絮凝,从而去除污染物的方法。
影响混凝的因素有很多,比如温度、PH值、水力条件、絮凝剂投加量和性质等,调节好这些因素能达到很高的去除效
果。
关键词:水处理混凝硫酸铝聚合氯化铝聚合硫酸铁聚丙烯酰胺0 引言
在工业废水和生活废水处理中,有一种很重要的物化处理方法:混凝法。
这种水处理方法应用广泛,各种污染指标去除率高。
下面对这一方法进行简单介绍。
1 混凝法
1.1 混凝法的概念在天然水中和各种废水中,物质在水中存在的形式有三种:离子状态、胶体状态和悬浮状态。
一般认为,颗粒粒径小于1nm的为溶解物质,颗粒粒径在1~100nm的为胶体物质,颗粒粒径在100nm~1mm为悬浮物质。
其中的悬浮物质是肉眼可见物,可以通过自然沉淀法进行去除;溶解物质在水中是离子状态存在的,可以向水中加入一种药剂使之反应生成不溶于水的物质,然后用自然沉淀法去除掉;而胶体物质由于胶粒具有双电层结构而具有稳定性,不能用自然沉淀法去除,需要向水中投加一些药剂,使水中难以沉淀的胶体颗粒脱稳而互相聚合,增加至能自然沉淀的程度而去除。
这种通过向水中加入药剂而使胶体脱稳形成沉淀的方法叫混凝法,所投加的药剂叫混凝剂。
1.2 混凝的基本原理废水中的胶体物质具有巨大的比表面积,可以吸附液体介质中的正离子或负离子或极性分子等,使固液两相界面上的电荷呈不平衡分布,在界面两边产生电位差,这就是胶体微粒的双电层结构。
形成双电层结构的微粒的整个胶体结构就称为胶团,整个胶团是电中性的。
胶团中心是带有电荷的固体微粒本身,称为胶核。
胶核所带电荷的符号就是胶体所带电荷的符号。
胶体微粒之所以能在水中保持稳定性,原因在于胶体粒子之间的静电斥力(胶体常常带有同种电荷而具有斥力)、胶体表面的水化作用及胶粒之间相互吸引的范德华力共同作用。
胶体微粒带电越多,其电位就越大,带电荷的胶粒和反离子与周围水分子发生水化作用越大,水化壳也越厚,越具有稳定性。
向水中投加药剂,使胶体失去稳定性而形成微小颗粒,而后这些均匀分散的微小颗粒再进一步形成较大的颗粒,从液体中沉淀下来,这个过程称为凝聚。
凝聚有以下几方面的作用:1.
2.1 压缩双电层与电荷的中和作用。
加入电解质,使固体微粒表面形成的双电层有效厚度减小,从而范德华力占优势而达到彼此吸引形成凝聚;或者加入电不同电荷的固体微粒,使不同电荷的粒子由于静电吸引而彼此吸引,最后达到凝聚。
1.2.2 高分子絮凝剂的吸附架桥作用。
高分子絮凝剂的碳碳单键一般情况下是可以旋转的,再加上聚合度较大,即主链较长,在水介质中主链是弯曲的。
在主链的各个部位吸附了很多固体颗粒,就象是为固体颗粒架了许多桥梁,让这些固体颗粒相对地聚集起来形成大的颗粒。
1.2.3 絮体的网捕作用。
有些混凝剂(如铝盐或铁盐)有水中形成高聚合度的多羟基化合物的絮体,在沉淀过程中可以吸附卷带水中胶体颗粒共同沉淀,此过程称为絮凝剂的网捕作用。
2 几种常见的混凝剂常用的混凝剂有无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、生物絮凝剂等。
无机絮凝剂主要产品有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁和聚合硫酸铁、聚合硅酸铝、聚合硅酸铁、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝铁和聚合硫酸氯化铝等。
有机高分子絮凝剂以聚丙烯酰胺类产品为代表,生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝能力的高分子有机物,主要有蛋白质、黏多糖、纤维素和核酸。
下面简单介绍几种常用的混凝剂。
2.1 硫酸铝(AS)无水硫酸铝是无色结晶,易溶于水,常温下硫酸铝以含十八水合物最为稳定。
Al2(SO4)3·18H2O是具有光泽的无色颗粒或粉末晶体,极易溶于水,水溶液呈酸性(PH<=2.5)。
工业品为白色或微带灰色的粉末或块状结晶,因可能存在少量的硫酸亚铁而使产品表面发黄。
硫酸铝是使用最早的絮凝剂之一。
硫酸铝对水中胶体微粒的絮凝过程分为吸附脱稳、沉淀絮凝、吸附沉淀混合区和再稳定四个区域。
加入过量的硫酸铝,会形成胶体再稳定而影响絮凝效果。
硫酸铝价格便宜,应用较广泛。
2.2 聚合氯化铝(又称碱式氯化铝PAC)聚合氯化铝是应用最广泛的一种絮凝剂,它的固体呈无色至黄色树脂状,易潮解,溶液为无色至黄褐色透明状液体,聚合氯化铝易溶于水并易发生水解,水解过程中伴随有电化学、凝聚、吸附、沉淀等物理化学现象。
聚合氯化铝一般是由铝矿土与酸经过酸溶、水解、缩聚等复杂的过程而制成的。
相对于硫酸铝而言,聚合氯化铝混凝效果随温度变化较小,形成絮体的速度较快,絮体颗粒和相对密度都较大,沉淀性能好,投加量较小。
聚合氯化铝适宜的PH值范围在5-9之间,过量投加一般不会出现胶体的再稳定现象。
长期的实践证明,作为絮凝剂,聚合氯化铝优于硫酸铝,很多净水场的硫酸铝已经逐步被聚合氯化铝所替代。
聚合氯化铝水溶液呈弱酸性,PH值在5.5-6.0,对设备的腐蚀性很小。
2.3 聚合硫酸铁(PFS)聚全硫酸铁有固体和液体两种形式,液体为红褐色粘稠液,固体为淡黄色或浅灰色的树脂状的颗粒。
在产品的储存的使用过程中,聚合硫酸铁对设备基本无腐蚀作用。
聚合硫酸铁投药量低,而且基本不用控制液体的PH值。
与铝盐相比,聚合硫酸铁絮凝速度更快,形成的矾花大,沉降速度更快;另外,它还具有脱色、除重金属离子、降低水中COD、BOD浓度的作用;但是其出水容易显黄色。
2.4 聚丙烯酰胺(PAM)按离子特殊性分类,可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性酰胺四种。
阳离子酰胺主要用于水处理,阴离子酰胺主要用于造纸、水处理,两性酰胺主要用于污泥脱水处理。
聚丙烯酰胺易溶于冷水,分子量对溶解度影响不大,但高分子量的酰胺浓度超过质量分数10%以后,会形成凝胶状态。
溶解温度超过50度,PAM发生分子降解而失去助凝作用。
因此溶解聚丙烯酰胺时要用45-50度的温水最为适宜。
配制聚丙烯酰胺溶液一般配成质量浓度为0.05-2%,阳离子酰胺粘度较小,可配制成浓度较大的溶液,阴离子酰胺粘度较大,可适当配制成浓度较小的溶液。
配制溶液时不可浓度过大,否则不容易控制加药量,容易造成加药过量。
聚丙烯酰胺的加入量很小,一般加药量在0.1-2ppm。
聚丙烯酰胺溶液用于处理废水时,加药后的絮凝效果与搅拌时间与搅拌有关。
当已经形成大块絮凝时,就不要再继续搅拌,否则会使已经形成的较大矾花被打碎,变成细小的絮凝体,影响沉降效果。
3 影响絮凝效果的因素
絮凝作用是复杂的物理和化学过程,絮凝处理效果是由多种因素综合作用的结果。
影响絮凝效果的因素主要有以下几点:
3.1 温度的影响:水温升高絮凝效果则会提高,在低温条件下,必须增加絮凝剂用量。
另一方面,水温过高,形成的絮凝体细小,污泥含水率增大,难以处理。
所以,水温过高或过低对絮凝均不利。
一般水温条件宜控制在20-30℃。
3.2 水体PH值的影响:每种絮凝剂都有它适合的PH值范围,超出它的范围就会影响絮凝效果。
比如聚丙烯酰胺,阳离子型适用于酸性和中性的环境中使用,阴离子型适用于在中性和碱性的环境中使用,非离子型适用于从强酸性到碱性的环境中使用。
3.3 絮凝剂的性质和结构影响:对于高分子絮凝剂来说,其结构和性质对絮凝作用影响很大。
无机高分子絮凝剂的聚合度越大,其电中和能力和吸附架桥功能越强。
而对于有机絮凝剂来说,除了聚合度的影响外,线性结构的絮凝剂絮凝作用大,而环状或支链结构的有机高分子絮凝剂絮凝效果就差。
3.4 絮凝剂投加量的影响:各种絮凝剂都有在相应条件下的最佳投加量,低于或者超过这个最佳量都会使絮凝效果变差。
用量不足时,絮凝不彻底,用量过量则会造成胶体的再稳定,降低絮凝效果。
所以,不同的絮凝剂要在使用之前做小试确定其最佳加入量。
3.5 水力条件的影响:为了使絮凝剂与水体充分接触,增加颗粒碰撞速率,往往要进行机械搅拌,而搅拌的速度和时间必须适当。
搅拌时间太短,絮凝不充分;搅拌速度太快,时间太长,会使已经形成的絮凝被打碎,降低高分子链的架桥吸附能力。
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