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。