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一文了解絮凝剂的选型及使用

专题网友投稿2022-11-24A+A-

一文了解絮凝剂的选型及使用

水处理搬运工
水处理搬运工

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絮凝剂的选型

絮凝剂品种的选择,应根据污水絮凝沉淀试验结果或参照相似水质条件下的运行经验等,经综合比较确定。常用的絮凝剂宜按照下表采用。

表 常用的絮凝剂及使用条件
絮凝剂
水解产物
用途与适用条件
 铝盐
硫酸铝Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O
Al 3+ 、[Al(OH) 2 ][Al 2 (OH) n ] (6-n)+
原理为压缩双电层,中和及降低胶体及乳化油、亲水性有机物表面电位。
混凝效果受pH 影响较大。
破乳及去除水中有机物时,pH 宜在 4—7 之间。去除水中悬浮物pH 值宜控制在 6—8。
SS 高的水,pH 值宜控制在 6.5—8,适用水温 20—40℃
明矾KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 0
Al 3+ 、[Al(OH) 2 ] + 、[Al 2 (OH) n ] (6-n)+
 铁盐
三氯化铁FeCl 3 ·6H 2 0
Fe(H 2 0) 6 3+ [Fe 2 (OH) n ] (6-n)+
原理同铝盐。使用不受温度影响,絮体密实,沉淀效果好,用量比硫酸铝少。
对金属、混凝土、塑料均有腐蚀性。亚铁离子须先经氧化成三价铁,当pH 较低时须使用氯氧化。
pH 值的适用范围宜在 7—8.5 之间。
Fe2+在 8.1—9.6 范围内效果稳定。絮体形成较快,较稳定,沉淀时间短。
硫酸亚铁FeSO 4 ·7H 2 0
Fe(H 2 0) 6 3+ [Fe 2 (OH) n ] (6-n)+
聚合盐类
碱式氯化铝[Al 2 (OH) Cl 6-n ] m  PAC
[Al 2 (OH) n ] (6-n)+ 
无机高分子化合物,粘结架桥作用为主,受 pH 和温度影响较小,吸附效果稳定。
pH=5—9 适应范围宽,一般不必投加碱剂。混凝效果好,耗药量少,出水浊度低,色度小,原水高浊度时尤为显著。设备简单,操作方便,劳动条件好。
聚合硫酸铁[Fe 2 (OH) n (SO 4 ) 6-Nm PFS
[Fe 2 (OH) n ] (6-n)+
有机高分子类
聚丙烯酰胺
PAM
PAM为水溶性高分子聚合物,不溶于大多数有机溶剂,以架桥作用为主。吸附效果稳定。
有效的PH值范围为7到14,一般与无机絮凝剂配合使用。过量投加会导致反溶。
活性污泥用阳离子型,物化污泥用阴离子型,阴阳离子效果都不好用非离子型。
活化硅酸
以架桥作用为主。
用于低温低浊水时有效,在混凝反应完成后投加,要有适宜的酸化度和活化时间,配制较复杂。

不同絮凝剂沉淀试验多用六联搅拌机来对比,转轴的旋转速度和旋转时间可以预设定,能自动工作,一般试验按快速搅动2min,n=300r/min,慢速搅动3min,n=60r/min。

试验时在6个1000mL大烧杯中加入1L原水后,分别放在六个转轴的正下方,将转轴上6个小玻璃烧杯内,依次加入不同数量的药液,转动水平轴,则小管内的药液(例如PAC等絮凝剂)同时倒入相应的原水中。

然后慢慢启动搅拌器使其自动工作。搅动自动停止后,将叶片从烧杯中缓慢拉起,静置20min,用移液管自水面下约10cm处,吸取水样25mL,用浊度计测量上清液的浊度,以投加量为横坐标上清液浊度为纵坐标,绘制成曲线将不同絮凝剂的效果进行对比,根据除浊效果和综合技术经济等多方面因素,选择确定处理这种污水的适用絮凝剂。

2

絮凝剂最佳投加量

使用絮凝法处理任何污水,都存在最佳絮凝剂和最佳投加量,絮凝剂的最佳投加量是指达到既定水质目标的最小絮凝剂投加剂量,对污水絮凝处理具有重要技术经济意义。

一般根据实验室模拟以及现场相结合的方式确定最佳投加量。实验室模拟的方法,主要有烧杯搅拌试验、ζ电位法、胶体滴定法及过滤法四种。

由于影响因素较多,一般通过絮凝烧杯搅拌实验来取得数据,试验包括快速搅拌、慢速搅拌和静止沉降三个步骤:

投入的絮凝剂经过快速搅拌迅速分散并与水样中的胶粒相接触,胶粒开始絮凝并产生微絮体;

慢速搅拌,微絮体进一步互相接触长成较大的颗粒;

停止搅拌后,形成的胶粒聚集体依靠重力自然沉降至烧杯底部。通过对絮凝效果的综合评价,如絮凝体沉降性、上清液浊度、CODcr、色度、pH值等,确定合适的絮凝剂品种及其最佳用量。

试验时要做到原水和实际水质完全相同,絮凝剂种类、投加量、投加顺序和水利条件(主要是混凝时的搅拌程度和絮凝反应时间(不含混合时间))必须相同或接近。

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絮凝剂的调制及投配

此部分主要应确定调制及投配系统的组成和布置、投药点的位置、计量泵的计算与选择。

絮凝剂常采用液体投加,其系统包括:药剂的搬运、调制、提升、储液、计量和投加。药剂的调制主要是进行溶解、水解和稀释,配置成一定浓度。其流程为:药剂 → 溶解池 → 溶液池 → 投加、计量

1. 投药方式

投加方式不同,投药系统的布置有所不同,常见的投加方式及投加点如下:

(1)泵前投加 是指将药液投加在水泵吸水管或吸水喇叭口处。为防止空气进入需设水封箱。

(2)水射器投加 利用高压水通过水射器喷嘴和喉管之间产生的真空抽吸作用,将药液吸入,同时随水的余压注入污水管中。这种投加方式设备简单,使用方便,溶液池高度不受太大限制,但水射器效率较低,且易磨损。

(3)计量泵投加 泵投加一般采用计量泵投加,由泵直接自溶液池内抽取药液送至投药点,投药系统的组成有:溶液池,计量泵和压水管。目前这种方法应用较多。

2. 絮凝剂的调制

絮凝剂需经溶解(水解)配置成一定浓度后存入溶液池,然后计量投加至絮凝设备。

(1)药剂的调制方法

絮凝剂的溶解和稀释应按投加量的大小、絮凝剂性质,选用机械、水力或压缩空气等稀释搅拌方式。

机械调制适用于各种药剂和规模,使用较普遍。搅拌叶轮可用电机带动,并根据需要考虑有转速调整装置;搅拌设备须采取防腐措施,尤其在使用铁盐药剂时。

水力调制的溶解池压力水水压约为 0.2MPa。

压缩空气调制适用于较大水量的污水厂中各种药剂的调制。空气供给强度:溶解池为 8—10L/(s·m2),溶液池为 3—5L/(s·m2);

空气管孔眼流速 20—30m/s,孔眼直径 3—4mm; 

压缩空气调制方法不宜用作较长时间的石灰乳液连续搅拌。

(2)调制设备

溶解池及溶液池底坡度不小于 0.02,池底应有排渣管,池壁须设超高防止搅拌溶液时溶液溢出。

溶解池及溶液池内壁需进行防腐处理。一般内壁涂衬环氧玻璃钢、辉绿岩、耐酸胶泥贴瓷砖或聚氯乙烯板等,当所用药剂腐蚀性不太强时,亦可采用耐酸水泥砂浆。 当采用三氯化铁时,不宜采用聚氯乙烯等遇热会引起软化变形的材料。

投药量较小时,亦可在溶液池上部设置淋溶斗以代替溶药池,使用时将药剂置于淋溶斗中,经水力冲溶后的药剂溶液流入溶液池。

溶液池可高架式设置,以便能重力投加药剂。池周围应有工作台,在池内最高工作水位处宜设溢流装置。

投药量较小的溶液池,可与溶药池合并为一个池子。溶液池应设备用池。

聚丙烯酰胺溶液池必须设搅拌装置,搅拌转速一般为 10—15r/min。

3. 絮凝剂的提升及投加

由溶解池到溶液池,及当溶液池到药液投加点,均应设置药液提升设备。常用的药液提升设备是离心泵和水射器。泵及管道应采用耐腐蚀的金属材料。

投加设备宜采用计量泵,并应设自动控制装置,自动调整加药量。

计量泵应用注意事项:

  • 计量泵一般采用隔膜泵。柱塞泵适用于投加压力特别高的场合。

  • 设计中计量泵应有备用,并尽量采用相同型号和规格的计量泵,并配备足够的易损件和备件。

  • 投加特殊药剂(加碱、酸的加注系统)应注意计量泵及系统配件材质的耐腐蚀要求。

  • 某些计量泵具有冲程频率和长度反馈信号,可计算出实际加注流量。为此计量泵应与水质控制指标关联,自动调整加药量。

  • 絮凝剂或助凝剂宜采用自动控制投加。

  • 溶液投配管配备必要的溶液过滤器,防止计量仪堵塞。

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