混凝与絮凝的比较 絮凝剂是用来提高沉降、澄清、过淋、气浮、离心分离等工艺过程的速率和效率。絮凝过程就是悬浮液中许多单独颗粒形成聚集体(絮团或矾花)的过程。 水处理中,混凝和絮凝代表两种不同的机制。 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效用,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、范德华万有引力等效用,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,大都为液态。它们分为无机和有机两大类。无机混凝剂首要是铝、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,增进颗粒与颗粒聚集。 絮凝剂为有机聚合物,大都分子量较高,并有特定的电性(离子性)和电荷密度(离子度)。 实际过程要比上述意见复杂得多。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,所说的“分子量”只是一个均等概念。以是,在用某一混凝剂或絮凝剂处理污水是,“电中和”和“架桥”效用会交叉在一起同时发生。絮凝过程是多种因素综合效用的成果,目前仍有一些没有认清和处理完成的问题。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、搅动环境等因素有关。是以尽管成心见和经验可循,用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。 1、PAC(聚合氯化铝)的溶解与使用 1) PAC为无机高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蚀性; 2) 根据原水水质环境不同,使用前应先做小试求得最佳用药量(具体方法可参见第2条:聚合硫酸铁的溶解与使用-加药量的确定);(参考用量范围:20-800ppm) 3) 为便于计算,实验小试溶液配置按重量体积比(W/V),一般以2～5%配为好。如配3%溶液:称PAC3g,盛入洗净的200ml量筒中,加清水约50ml,待溶解后再加水稀释至100ml刻度,摇匀即可; 4) 使用时液体产品配成5-10%的水液,固体产品配成3-5%的水液(按商品重量计算); 5) 使用配制时按固体:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解后,再加水稀释至上述浓度即可; 6) 低于1%溶液易水分解,会降低使用效果;浓度太高易造成浪费,不易控制加药量; 7) 加药按求得的最佳投加量投加; 8) 运行中注重观察调整,如见沉淀池矾花少、余浊大,则投加量过少;如见沉淀池矾花大且上翻、余浊高,则加药量过大,应适当调整; 9) 加药设施应防腐。 二、聚合硫酸铁(PFS)的溶解与使用 1) PFS溶液配制 a. 使用时一般将其配制成5%-20%的浓度; b. 一般环境下当日配制当日使用,配药如用自来水,稍有沉淀物属正常现象。 2) 加药量的确定 因原水性质各,应根据不同环境,现场调试或作烧瓶混凝实验,取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。 a.取原水1L,测定其PH值; b.调整其PH值为6-9; c.用2ml注射器抽取配制好的PFS溶液,在强力拌和下加入水样中,直至观察到有大量矾花形成,然后缓慢拌和,观察沉淀环境。记下所加的PFS量,以此初步确定PFS的用量; d. 按照上述方法,将废水调成不同PH值后做烧瓶混凝实验,以确定最佳用药PH值; e. 若有条件,做不同拌和条件下用药量,以确定最佳的混凝拌和条件; f. 根据以上步骤所做实验,可确定最佳加药量,混凝拌和条件等。 注重混凝过程三个阶段的水力条件和形成矾花状况。 a) 凝聚阶段:是药剂注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程,此时水体变得更加污浊,它要求水流能产生激烈的湍流。烧瓶实验中宜快速(250-300转/分)拌和10-30S,一般不跨越2min。 b) 絮凝阶段:是矾花成长变粗的过程,要求适当的湍流程度和足够的停留时间(10-15min),至后期可观察到大量矾花聚集缓缓下沉,形成表面清晰层。烧瓶实验先以150转/分拌和约6分钟,再以60转/分拌和约4分钟至呈悬浮态。 c) 沉降阶段:它是在沉降池中举行的絮凝物沉降过程,要求水流缓慢,为提高效率一般采用斜管(板式)沉降池(最好采用气浮法分离絮凝物),大量的粗大矾花被斜管(板)壁阻挡而沉积于池底,上层水为澄清水,剩下的粒径小,密度小的矾花一边缓缓下降,一边接续相互碰撞结大,至后期余浊基本不变。烧瓶实验宜以20-30转/分慢搅5分钟,再静沉10分钟,测余浊。 表1:PFS合用范围及参考用量 名称 参考用量 名称 参考用量 生活饮用水 1:20000-1:200000 纸箱厂废水 1:5000-1:10000 工业用水 1:20000-1:200000 机加工乳化油废水 1:5000-1:12000 都会污水 1:10000-1:50000 化工废水 1:3000-1:10000 电厂废水 1:10000-1:30000 油田钻井废水 1:3000-1:10000 洗煤废水 1:10000-1:30000 造漆废水 1:3000-1:8000 钢铁工业废水 1:10000-1:20000 洗毛废水 1:2000-1:8000 有色选矿废水 1:8000-1:20000 制革废水 1:2000-1:6000 冶金选矿废水 1:8000-20000 印染废水 1:2000-1:6000 食物工业废水 1:8000-1:20000 造纸废水 1:2000-1:6000 电镀废水 1:5000-1:10000 污泥脱水 1:100-1:1000 注:上表为参考用量,具体用量应该通过实验确定。 3) PFS的投加 a. 根据烧瓶混凝实验成果,调整废水PH值和拌和条件; b. 根据水量大小,调整加药泵流量,按所确定的加药比例投加; c. 实际加药量可能与烧瓶混凝实验有些差异,根据处理水质环境调整; d. 若共同使用有机高分子絮凝剂如PAM,可取得更佳效果; e. PAM加药量一般为2ppm左右。 3、聚丙烯酰胺(PAM)的溶解与使用 1) PAM是有机高分子化合物,可分为阴离子型,阳离子型和非离子型,为白的颜色粉末或颗粒,可溶于水,但溶解速率很慢;
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