【四川污水处理设备】污水处理中关于絮凝剂的入门知识都在这里了!

2019-09-09 07:51:50   来源:    点击:
【四川污水处理设备】 污水处理中关于絮凝剂的入门知识都在这里了!
无机 高分子絮凝剂的优点反映在它比传统絮凝剂如硫酸铝、氯化铁的效能更优异,而比有机高分子絮凝剂价格低廉。现在 PAC成功地应用在给水、工业废水以及城市污水的各种处理流程,包括预处理、中间处理和深度处理中,逐渐成为主 流絮凝剂。但是,在形态、聚合度及相应的凝聚—絮凝效果方面,无机高分子絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂 与有机高分子絮凝剂之间的位置。

 

9、聚合氯化铝的特点有哪些?

聚合氯化铝,简称PAC,化学式为ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一种多价电解质,能显著 地降低水中粘土类杂质(多带负电荷)的胶体电荷。由于相对分子质量大,吸附能力强,形成的絮凝体较大,絮凝沉淀 性能优于其他絮凝剂。

PAC聚合度较高,投加后快速搅拌,可以大大缩短絮凝体形成时间。PAC受水温影响 较小,低水温时使用效果也很好。它对水的pH值降低较少,适用的pH范围宽(可在pH=5~9范围内使用),故可不投加 碱剂。PAC的投加量少,产泥量也少,且使用、管理、操作都较方便,对设备、管道等腐蚀性也小。因此,PAC在水处 理领域有逐步替代硫酸铝的趋势,其缺点是价格较传统絮凝剂高。

另外,从溶液化学的角度看, PAC是铝盐水解—聚合—沉淀反应过程的动力学中间产物,热力学上是不稳定的,一般液体PAC产品均应较 短时间内使用,(固体产品性能稳定,则可较长期保存)。添加某些无机盐(如CaCl2、MnCl2等)或高分子(如聚乙烯 醇、聚丙烯酰胺等)可提高PAC的稳定性,同时可增加凝聚能力。

从生产工艺讲,在PAC的制造过 程中引入一种或几种不同的阴离子(如SO42-、PO43-等),利用增聚作用可以在一定程度上改变聚合物的结构和形态分 布,进而提高PAC的稳定性和功效;如果在PAC的制造过程中引入其它阳离子组分,如Fe3+,使Al3+和Fe3+交错水解聚 合,可制得复合絮凝剂聚合铝铁。

 

 

 

 

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。

 

12、影响絮凝剂使用的因素有哪些?

(1)水的pH值

水的pH值对无机絮凝剂的使用效果影响很大,pH值的大小关系到选用絮凝剂的种类 、投加量和混凝沉淀效果。水中的H+和OH-参与絮凝剂的水解反应,因此,pH值强烈影响絮凝剂的水解速度、水解产 物的存在形态和性能。

以通过生成Al(OH)3带电胶体实现混凝作用的铝盐为例,当 pH值﹤4时,Al3+不能大量水解成Al(OH)3,主要以Al3+离子的形式存在,混凝效果极差。pH值在6.5~7.5之间时, Al3+水解聚合成聚合度很大的Al(OH)3中性胶体,混凝效果较好。pH值﹥8后,Al3+水解成AlO2-,混凝效果又变得很 差。

水的碱度对pH值有缓冲作用,当碱度不够时,应添加石灰等药剂予以补充。当水的 pH值偏高时,则需要加酸调整pH值到中性。相比之下,高分子絮凝剂受pH值的影响较小。

(2)水温

水温影响絮凝剂的水解速度和矾花形成的速度及结构。混 凝的水解多是吸热反应,水温较低时,水解速度慢且不完全。

低温情况下,水的粘度大,布朗 运动减弱,絮凝剂胶体颗粒与水中杂质颗粒的碰撞次数减少,同时水的剪切力增大,阻碍混凝絮体的相互粘合;因此 ,尽管增加了絮凝剂的投加量,絮体的形成还是很缓慢,而且结构松散、颗粒细小,难以去除。

低温对高分子絮凝剂的影响较小。但要注意的是,使用有机高分子絮凝剂时,水温 不能过高,高温容易使有机高分子絮凝剂老化甚至分解生成不溶性物质,从而降低混凝效果。

(3)水中杂质成分

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,则应首选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。

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