常见的混凝剂助凝剂和絮凝剂
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A、混凝剂一般指无机盐类的,主要是使得被处理对象脱稳、破乳的,常见的如:聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。
絮凝剂指能加速固体和液体分离的水溶性高分子聚合物,最常用的是聚丙烯酰胺。
凝聚剂、助凝剂是絮凝剂的其他称呼,事实上就是指絮凝剂。
B、助凝剂 - 定义助凝剂是用于调节或改善混凝条件,促进凝聚作用所添加的药剂或为改善絮凝体结构的高分子物质。
前者如硫酸、磷酸、石灰、氯气等(可调整pH值);后者如聚丙烯酰胺、活化硅酸(或称活性硅土)、骨胶、海藻酸钠以及各种聚合电解质,可使其与混凝剂结合生成较大、较坚固、密实絮体。
助凝剂的密度和重量、促使沉淀加速;在微凝絮间起粘结架桥作用,使凝絮粗大而有广阔表面,充分发挥吸附卷带作用以提高澄清效果。
在废水的混凝处理中,单独使用混凝剂不能取得良好效果时,常使用助凝剂已达到目的。
目前应用较广的助凝剂是活化硅酸,是由硅酸钠经活化过程制得,实质上属于一种阴离子型无机高分子电解质,一般与明矾或亚铁盐合用。
1.矾花不结实,密度不大,不易下沉,这是导致矾花上浮的主要因素。
因而可以增加助凝剂,如活化硅酸或粘士,增强絮凝效果。
曾有水厂投加粘土作为助凝剂,增强絮凝效果,基本上可以解决短时间矾花上浮的现象。
2.有些水厂设计的絮凝池,絮凝时间取的是标准的中间值,即在12min左右。
和新手册相比,絮凝池的絮凝时间稍短,矾花生长的时间不够,当其达到沉淀池时,还有很多颗粒没有长到沉淀尺度,不易沉降,是矾花上浮的一个原因。
但是增加絮凝时间,如果流量不变,就需增加池容,而这是不大可能的;如果池容不变,则过水流量就需减少,从而减少了处理水量。
3.矾花进入沉淀池前矾花的密实度不够,在沉淀池中难以下沉。
水厂常见的混凝剂有哪些
常用污水处理混凝剂如下:
1.硫酸铝[Al2(SO4)3·18H2O]
应用较广的铝盐混凝剂,使用历史较久,目前仍广泛使用。
我国常用的是固态硫酸铝(精制和粗制)。
适用于pH=6.5-7.5,水温低时水解困难,形成的矾花松散,不及铁盐。
2.聚合铝(聚合氯化铝PAC和聚合硫酸铝PAS)
聚合氯化铝又称碱式氯化铝或羟基氯化铝,性能优于硫酸铝,使用较多,对水质适应性强,絮凝体形成快,颗粒大而重,投量少。
3.三氯化铁
是铁盐混凝剂中较常用的一种。
其特点如下所示。
1.适用的pH值范围较宽。
2.形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实。
3.处理低温低浊水的效果优于硫酸铝。
4.三氯化铁腐蚀性较强。
4.硫酸亚铁
硫酸亚铁一般与氧化剂如氯气同时使用,以便将二价铁氧化成三价铁。
5.聚合铁
聚合铁包括聚合硫酸铁与聚合氯化铁,目前常用的是
聚合硫酸铁,它的混凝效果优于三氯化铁,它的腐蚀性远比三氯化铁小。
6.聚丙烯酰胺(PAM)
聚丙烯酰胺目前被认为是较有效的高分子絮凝剂之一,在废水处理中常被用作助凝剂,与铝盐或铁盐配合使用。
PAM与常用混凝剂配合使用时,应按一定的顺序先后投加,以发挥两种药剂的较大效果;固体产品不易溶解,宜在有机械搅拌的溶解槽内配制成0.1%-0.2%的溶液再进行投加,稀释后的溶液保存期不宜超过1-2周;有极微弱的毒性,用于生活饮用水净化时,应注意控制投加量。
污水絮凝剂、助凝剂、调理剂知识详解一、什么是絮凝剂、助凝剂、调理剂?污泥压滤处理中根据用途的不同,可以将这些药剂分为以下几种:1、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工艺环节。
2、助凝剂:辅助絮凝剂发挥作用,加强混凝效果。
3、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。
二、絮凝剂絮凝剂是能够降低或消除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一类物质。
按照化学成分,絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂。
1、无机絮凝剂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∙6H20)和硫酸铁(Fe2(SO4)3∙2H20)。
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。
1)硫酸铝市售硫酸铝有固、液两种形态,固态的又按其中不溶物的含量分为精制和粗制两种,我国民间常用于饮用水净化的固态产品明矾,就是硫酸铝与硫酸钾的复盐,但在工业水及废水处理中应用不多。
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20oC~40oC,低于10oC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。
2)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。
凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。
其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。
它们常常被用于水处理。
(一)无机混凝剂1.低分子无机混凝剂目前应用最广泛的简单无机型絮凝剂是铁系、铝系金属盐。
主要有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铝。
三氯化铁(Fe:常用的是六水合三氯化铁(FeCl3•6H20)形成的矾花沉淀性好,处理低温水或低浊度水效果比铝盐好,适宜pH值范围较宽,但处理后水的色度比铝系的高,有腐蚀性。
硫酸亚铁(FeS04•H20)离解出的Fe2+只能生成最简单的单核络合物,不如二价铁盐那样有良好的混凝效果。
硫酸铝(Al2(S04)3)是废水处理中使用最多的絮凝剂,使用便利,絮凝效果好,当水温低时水解困难,形成的絮体较松散,它的有效pH值范围较窄。
明矶(Al2(S04)3•K2S04.24H20)的作用机理与硫酸铝同[14]。
2.无机高分子絮凝剂无机离分子絮凝剂混凝效果高、价格低,有逐步成为主流药剂的趋势。
我国此类絮凝剂的开发成绩显著。
无机高分子絮凝剂的品种有阳离子型,如聚合氯化铝(PACL聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)、聚亚铁和阴离子型,如聚合硅酸。
聚合氯化铝(PAC):对各种废水都可以达到好的絮凝效果,能快速形成大的矾花,沉淀性能好,适宜的pH值范围较宽(pH在5-9之间),且处理后水的pH 值和碱度下降较小。
水温低时,仍可保持稳定的絮凝效果,其碱化度比其它铝盐、铁盐为高,因此药液对设备的侵蚀作用小。
聚合硫酸铁(PFS):混凝体形成速度快,密集且质量大且沉降速度快。
尤其对低温低浊水有优良的处理效果,适用水体pH值范围(pH在4-11之间),腐蚀性小。
实验表明,用聚铁净化水,可降低亚硝氮及铁的含量。
因此,它是优良安全的饮用水混凝剂剂,有取代对人体有害的聚合铝混凝剂的趋势。
混凝剂及混凝影响因素1.混凝剂的种类和性质混凝剂共分为无机和有机两大类,实际使用过程中,无机混凝剂使用量更大。
常用的混凝剂见下表:聚合氯化铝和聚合硫酸铝的性能优于硫酸铝,对水温、pH的适应性强,絮体生成快且密实,使用时无需加碱性助剂,腐蚀性小。
但铝盐对生物体有一定的影响,投加时,尽量避开污水的生物处理阶段。
铁系混凝剂不存在生物抑制性,低温下混凝效果好,但三氯化铁对金属有腐蚀作用,聚合硫酸铁代替三氯化铁,用量少,腐蚀性小,絮体生成快,大而密实,适宜水温10-50摄氏度,pH5.0-8.5。
有机混凝剂中天然的混凝剂如:淀粉、骨胶、多糖等,由于分子量小,电荷密度小,且容易降解失去活性,因此使用量远小于合成的有机混凝剂。
合成的有机混凝剂以聚丙烯酰胺为主,水解后得到阴离子型HPAM,引入基团得到阳离子型混凝剂氨甲基聚丙烯酰胺,可分别用于处理不同类型的污水。
由于有机混凝剂用量少、产生的污泥少,因此城市污水的初次沉淀和二次沉淀尽量采用聚丙烯酰胺类的混凝剂。
对于形成带色的有机胶体的污水,可用阳离子型混凝剂使其脱稳,再用非离子型或阴离子型混凝剂使脱稳的胶体变成易沉淀的絮体。
污水深度处理滤池采用PAM类作为助滤剂,可提高出水水质,延长滤池工作周期,加强滤池对流量变化的承受能力。
2.混凝剂的选择a.通过试验确定适合的混凝剂类型。
b.混凝剂的操作是否方便。
c.该混凝剂当地是否生产,质量是否可靠。
d.该混凝剂的经济合理性。
3.助凝剂a.pH调节剂:氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠等。
b.氧化剂:次氯酸钠、臭氧等。
c.混凝改良剂:PAM、海藻酸钠、粘土等,改善絮体结构,增加粒径和密度等。
4.混凝影响因素a.pH值由于铝盐、铁盐类的混凝剂水解过程不断释放H+,导致pH降低,因此混凝过程需要投加一定量的碱性物质。
投加量应根据实验确定。
b.水温一般在常温下操作,低水温对混凝有明显的不良影响:低温时水的粘度大,胶体水化膜增厚,且无机盐类混凝剂水解需要吸热。
混凝剂、助凝剂和絮凝剂
混凝
水中悬浮的颗粒在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。
这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。
而且,悬浮颗粒表面往往带电(常常是负电),颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大,从而增加了悬浮液的稳定性。
混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电,使颗粒“脱稳”。
于是,颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用,互相结合变大,以利于从水中分离。
混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物,多数为液态。
它们分为无机和有机两大类。
无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。
絮凝
絮凝是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。
“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上,促进颗粒与颗粒聚集。
絮凝剂为有机聚合物,多数分子量较高,并有特定的电性(离子性)和电荷密度(离子度)。
实际过程要比上述理论复杂得多。
由于混凝剂/絮凝剂都是高分子物质,同一产品中大大小小的分子都有,所谓“分子量”只是一个平均概念。
所以,在用某一混凝剂或絮凝剂处理污水是,“电中和”和“架桥”作用会交织在一起同时发生。
絮凝过程是多种因素综合作用的结果,目前仍有一些没有认清和解决的问题。
就我们所知,絮凝过程与絮凝剂分子结构、电荷密度、分子量有关;与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关;与介质(水)的pH值、电导、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。
因此尽管有理论和经验可循,用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。
混凝处理中包括凝聚和絮凝两个阶段。
在凝聚阶段水中的胶体双电层被压缩失去稳定而形成较小的微粒;在絮凝阶段这些微粒互相聚结(或由于高分子物质的吸附架桥作用相助)形成大颗粒絮体,这些絮体在一定的沉淀条件下可以从水中分离去除。
一、混凝剂与助凝剂
(一)常用的无机盐类混凝剂
常用的无机盐类混凝剂见下表。
常用的无机盐类混凝剂
(1)制造工艺较简单
(5)其他同精制硫酸铝 Al 2(SQ )3・ (1)同精制硫酸铝 明矶
&SO • 24H 2O (
2)现已大部分被硫酸铝所代替 (1)腐蚀性较高(2)矶花形成较快, 硫酸 较稳定,沉淀时间短(3)适用于碱度 工业 硫酸铝
Al 2(SQ ) 3 •
18 (2) 无水硫酸铝含量各地产品不同,
设计时一般可采用20%〜25%
(3) 价格比精制硫酸铝便宜 (4) 用于废水处理时,投加量一般为 50〜200mg/L
亚铁
(
绿
FeSO • 7H2O 三氯
化铁FeCl3 • 6H2O
高,浊度高,pH=8.1〜9.6的水,不论在
冬季或夏季使用都很稳定,混凝作用良好,
当pH值较低时(<8.0 ),常使用氯来氧
化,使二价铁氧化成三价铁,也可以用同时
投加石灰的方法解决
(1)对金属(尤其对铁器)腐蚀性大,
对混凝土亦腐蚀,对塑料管也会因发热而引
起变形
(2) 不受温度影响,矶花结得大,沉
淀速度快,效果较好
(3) 易溶解,易混合,渣滓少
(4) 适用最佳pH 值为6.0〜8.4
[Al n (OH)nCl 3n (1) 净化效率咼,耗药量少,过滤性 能
好,对各种工业废水适应性较广
(2) 温度适应性高,pH 适用范围宽(可 在
pH=5〜9的范围内),因而可不投加
聚合 -m ] 碱剂
氯化铝
(通式)
(3)使用时操作方便,腐蚀性小,劳 简写PAC 动条件好
(4)设备简单,操作方便,成本较二
氯化铁低
(5)是无机高分子化合物
(二) 常用的有机合成高分子混凝剂及天然絮凝剂
常用的有机合成高分子混凝剂(又称絮凝剂)及天然絮凝剂 见下表。
常用有机合成高分子混凝剂及天然絮凝剂
(三)常用的助凝剂
常用的助凝剂见下表。
常用的助凝剂
氯Cl 2
(1)当处理高色度废水及用作破坏水中有机物或去除臭味时,可在投混凝剂前先投氯,以减少混凝剂用量
(2)用硫酸亚铁作混凝剂时,为使二价铁氧化成三价铁可在水中投氯
生石灰CaO (1)用于原水碱度不足
(2)用于去除水中的CQ,调整pH值
(3)对于印染废水等有一定的脱色作用
活化硅酸、活
化水玻璃、泡
花碱NaO・ xSiO 2 • yH2
O
(1)适用于硫酸亚铁与铝盐混凝剂,可缩短混凝沉淀时间,
节省混凝剂用量
(2)原水浑
浊度低、悬浮物含量少及水温较低(约在14C 以
下)时使用,效果更为显着
(3)可提高滤池滤速,必须注意加注点
(1)PAS口无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂,可以使去浊效果明显改善,而对去除CODM和UV254改善很少;
(2)PAS口无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂,可使污泥湿基重量减少40流右;
(3)PASH无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂,可降低污泥处理费
和净水加药费用,从而能降低总的净水成本;
(4)用于饮用水处理的PAM其单体AM含量均应小于0.05%, PAM投加率一般
均少于1mg/l,足以保证饮用水的安全性。
我国许多以地面水为水源的净水厂(特别是原水浊度较高的净水厂)在用混凝剂的同时,适量投加PAM将具有很大的
经济效益和社会效益。
(5)阳离子型PAM勺价格较高(一般为阴离子价格的两倍左右),而非离子型PAM容解性较差,对这两种类型PAM ffi无机混凝剂联用时的净水效果,有待进一步探讨。