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廢水處(chù)理常用藥劑經典珍藏(cáng)
  • 作者:    來源:湖南盛匯環(huán)保設備工程有限公司    時間:2017/5/16    點(diǎn)擊:4804

01

廢(fèi)水處理中常用藥劑的種類有哪些?

為了使廢水處理後達標排放或進行(háng)回用,在處理過(guò)程需要使用多種化學藥劑(jì)。根據用途的(de)不同,可以將這些藥劑分成以下幾類:

⑴絮凝劑:有時又稱為混凝劑,可作為(wéi)強(qiáng)化固液(yè)分離的手段,用於初沉池、二沉池、浮選池及(jí)三級處理或深度處理等工藝環節(jiē)。

⑵助(zhù)凝劑:輔助絮凝劑發揮作用,加強混凝效果。

⑶調理劑:又稱為脫(tuō)水劑,用於對脫水前(qián)剩(shèng)餘汙泥的調理,其(qí)品種包括上述的部(bù)分絮凝劑和助(zhù)凝劑。

⑷破乳劑:有時也稱脫穩劑(jì),主要用(yòng)於對含有乳化油的含油廢水氣浮前的預處理,其(qí)品種包括上述的部分絮凝劑和助凝劑。

⑸消泡劑:主要用於消(xiāo)除曝氣或(huò)攪(jiǎo)拌過程中出現的大量(liàng)泡沫。

⑹pH調整(zhěng)劑(jì):用於將酸性廢水和堿性廢水的pH值(zhí)調整為中性。

⑺氧化還原劑:用於含有氧化性物質或還原性物質的工業廢水的(de)處理(lǐ)。

⑻消(xiāo)毒(dú)劑:用於(yú)在廢水處理後排放或回用前的消毒處理。

以上(shàng)藥劑的種類雖然很多,但一種藥劑在不同的(de)場合(hé)使用,起到的作用不同,也就會擁有不同的稱(chēng)呼。比如說(shuō)Cl2,應用在加強(qiáng)汙水的混凝處理效果時被稱為助凝劑,用於氧化廢水(shuǐ)中的(de)氰化物或有機(jī)物時被稱為氧化劑,用於(yú)消毒(dú)處理自然就被稱為消毒劑。


02

什麽(me)是(shì)絮凝劑?其作用是什麽(me)?


絮凝劑在汙水處理領域作為強(qiáng)化固液分離的手段,可(kě)用於強化(huà)汙水的初次沉澱、浮選處理(lǐ)及活性汙泥法之後的二次沉澱,還可用於汙水三(sān)級處(chù)理或深度處理(lǐ)。當用於剩餘汙泥(ní)脫水前的調理時,絮凝劑和助凝劑(jì)就變成了汙泥調理劑或脫(tuō)水劑。

在應(yīng)用傳統的絮凝(níng)劑時,可以使用投(tóu)加助(zhù)凝劑的(de)方法來加強絮凝效果。例如把活化矽酸作為硫(liú)酸亞(yà)鐵、硫酸鋁等無機絮凝劑的助(zhù)凝劑並分前後順(shùn)序投加,可以取得很好的絮凝作用。因此,通俗地講,無機高(gāo)分子絮凝(níng)劑IPF其實就是把(bǎ)助凝劑與絮凝劑結合在一起製備然後合並投加來簡化用戶的操作。

混凝處理通常置於固液分離設施前,與分離設施組合起來、有效地去除原水中的粒度為1nm~100μm的懸浮物和膠體物質,降低出水濁度和CODCr,可用(yòng)在汙(wū)水處理流程的預處理、深度(dù)處理,也可用於剩餘(yú)汙泥處理。混凝處理還可有效地去除水中的微生物、病原菌(jun1),並可去除汙水中的乳化油、色度、重金(jīn)屬離子及其他一些汙染(rǎn)物,利用混(hún)凝沉澱處(chù)理汙水中含有的磷時去除率可高達90~95%,是最便宜而又高效的(de)除磷方(fāng)法。


03

絮凝劑的作用機理是(shì)什麽?


水中(zhōng)膠體顆粒微小、表(biǎo)麵水化和帶電使其具有穩定性,絮凝劑投加到水中後水解成帶電膠體與其周圍(wéi)的離子(zǐ)組成雙電層結構(gòu)的膠團。采用投藥後快(kuài)速攪拌的方式,促進水中膠體雜質顆粒與絮凝劑水解成的膠(jiāo)團的碰撞機會和次(cì)數。水中的雜質顆粒在絮凝(níng)劑的作用下首先失去穩定性,然後相互凝聚成尺寸較大的顆粒,再在分離設施中沉澱下去或漂(piāo)浮上(shàng)來。

攪拌產生的速(sù)度梯度G和攪拌時間(jiān)T的乘積GT可以間接(jiē)表示在整個(gè)反應時間內顆粒碰撞的總次數,通過改變GT值(zhí)可以控(kòng)製混凝反(fǎn)應效果。一般控製GT值在104~105之間,考慮到雜質顆粒濃度對碰撞的影響,可以用GTC值作為表(biǎo)征混凝效果的控製參(cān)數,其(qí)中C表示汙水中雜質顆粒的(de)質量濃度(dù),而且建議GTC值(zhí)在100左右。

促(cù)使絮(xù)凝劑迅速向水中擴散,並與(yǔ)全部廢水混合均勻的過程(chéng)就是混(hún)合。水中的(de)雜質顆粒與絮凝劑作用,通過壓縮雙電層和電中和等機理,失去或降低(dī)穩定性,生(shēng)成微絮粒的過程稱為(wéi)凝聚。凝聚生成微絮粒(lì)在架橋物(wù)質和(hé)水流的攪動下,通過吸附架橋和沉澱物(wù)網捕等機理成長為大絮體的過程稱為絮凝。混合(hé)、凝聚和(hé)絮凝合起(qǐ)來稱為混凝,混合過程一般在混合池中完成,凝聚和絮凝在反應池中進行。


04

絮凝劑的種(zhǒng)類有哪些?


絮凝劑是能夠(gòu)降低或消除(chú)水(shuǐ)中分散(sàn)微粒的沉澱(diàn)穩定性和聚合穩定性,使分散微粒凝聚、絮凝成聚集體而除去的一類物質。按照化學成分,絮凝劑可分為(wéi)無機絮凝劑、有機(jī)絮(xù)凝劑(jì)以及微生物(wù)絮凝劑三大類。

無機絮凝(níng)劑包括鋁鹽(yán)、鐵鹽及其聚合(hé)物。有機絮凝劑按照聚合(hé)單體帶電集(jí)團的電(diàn)荷性質,可(kě)分為陰離子型(xíng)、陽離子型、非離子型、兩性型等幾種,按其來源又可分為人工合成和天然高分子絮凝劑兩大(dà)類。在實際應用中,往往根據無機(jī)絮凝劑和(hé)有(yǒu)機絮凝劑性質的不(bú)同,把它們加以複合(hé),製成無機有機複合型(xíng)絮凝劑。微生物絮凝(níng)劑則是現代生物學與水處理技術相結合的產物,是(shì)當前絮凝劑研究發展和應用的一個重要方向。


05

無機絮凝劑(jì)的(de)種類有哪些?


傳(chuán)統應用的無機絮凝劑為低(dī)分子的鋁鹽和鐵鹽,鋁鹽主要有硫酸(suān)鋁(lǚ)(AL2(SO4)3∙18H2O)、明礬(AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O)、鋁酸鈉(NaALO3),鐵鹽主要有三氯化鐵(FeCL3∙6H20)、硫酸亞鐵(FeSO4∙6H20)和硫酸鐵(tiě)(Fe2(SO4)3∙2H20)。

一般來講,無機絮凝劑具有原料易得,製備簡便、價格便宜、處(chù)理效果適(shì)中等特點,因而在水(shuǐ)處理中應用較多。


06

無機絮凝劑硫酸(suān)鋁的(de)特(tè)點有哪些?


自19世紀末美國最先將硫酸鋁用於給水處理並取得專(zhuān)利以來,硫酸鋁就(jiù)以卓越的凝聚沉降性能而被廣泛應用。硫(liú)酸鋁是目前世界上使用最多的絮凝劑,全世界年(nián)產硫酸(suān)鋁約500萬噸,其中將近一半用於水處理領域。市售硫酸鋁有固、液兩種形態,固態的又(yòu)按其中不溶物的含量分為精製和粗製兩種,我國民間常用於飲用水淨化的固態產品(pǐn)明礬,就是硫酸鋁與硫(liú)酸鉀的複鹽,但在工業水及廢(fèi)水處理中應用不多。

硫酸鋁適用的pH值範圍與原水的硬度(dù)有關,處理軟水時,適宜pH值為5~6.6,處理中硬水時(shí),適宜pH值為(wéi)6.6~7.2,處理高硬水,適宜pH值為7.2~7.8。硫酸鋁適用(yòng)的水溫範圍是20oC~40oC,低於10oC時(shí)混凝效果很(hěn)差(chà)。硫酸鋁的腐蝕性較小、使用方便,但水解反應慢,需要消(xiāo)耗一定的(de)堿(jiǎn)量。


07

無機絮凝劑三氯化鐵的特(tè)點有哪些?


三(sān)氯化鐵是另一(yī)種常用的無機低分子凝聚劑,產品有固體的黑褐色結晶體,也有較高濃度的(de)液體。其具(jù)有易溶於水,礬花大而重,沉澱性(xìng)能好,對溫度、水質及pH的適應(yīng)範(fàn)圍寬等優點。三氯(lǜ)化鐵的適用pH值範圍是9~11,形成的絮體密度大,容易沉澱,低(dī)溫或高(gāo)濁度時效果仍很好。固體三氯化鐵具有強烈的吸水性,腐蝕性較強(qiáng),易腐(fǔ)蝕設備,對溶(róng)解和投加(jiā)設備(bèi)的(de)防腐要求較(jiào)高,具有刺激性氣味,操作條件(jiàn)較差。

三氯化鐵的作(zuò)用機理是利用三價鐵離子逐級水解生成的各種羥基(jī)鐵離子來實現對水中(zhōng)雜質顆粒的絮凝,而羥基鐵離子(zǐ)的形(xíng)成需要利用水中大量的羥基,因此使用過程中會消耗大量的堿,當原水堿度不夠時,需要補充石灰等堿源。

硫(liú)酸(suān)亞鐵俗稱(chēng)綠礬(fán),形成絮凝體快(kuài)而穩定,沉澱時間短,適用(yòng)於堿(jiǎn)度高、濁(zhuó)度大的(de)情況,但色度(dù)不(bú)易除淨(jìng),腐蝕性也較強(qiáng)。


08

無機(jī)高分子絮凝劑的種類有哪些?


無機高分子絮凝劑(IPF)是從60年代起發展起來的新型絮凝劑,目前,IPF的生產(chǎn)和應用在全世界都取得了迅速進展。鋁、鐵和矽類的無機高分子絮(xù)凝劑實際上分別是它們由(yóu)水解、溶(róng)膠到沉澱過程的中間(jiān)產物(wù),即Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羥基和氧基聚合物。鋁和鐵是陽離子型荷正電(diàn),矽是陰離子型荷負電(diàn),它們在水溶態的單元分子(zǐ)量約為(wéi)數百到數千,可以相(xiàng)互結合成為具有分形結構的集聚體。它們的凝聚—絮凝過程是對水中顆粒物的電中和與粘附架橋兩種作用的綜合體現。水中懸浮顆粒的(de)粒度在納米到微米級,大(dà)多帶負電(diàn)荷,因此絮凝(níng)劑及其形(xíng)態的電荷正負、電性強弱和分子量、聚集體的粒度(dù)大小是決定其(qí)絮凝效果的主要(yào)因素。目前無機高分子絮凝劑的種類(lèi)已有幾(jǐ)十種(主要品種見表8--1),產量也達到絮凝劑總產量的30%~60%,其中廣泛使用的為聚合氯化鋁。


表8--1常用(yòng)無機高分子(zǐ)絮凝劑的類別和品種


陽離子型

聚合氯化鋁(PAC、PACL),聚合硫酸鋁(PAS),聚合氯化鐵(PFC),聚合硫酸鐵(PFS),聚合磷酸鋁(PAP),聚合磷酸鐵(PEP)

陰離子型

活化矽酸(suān)(AS),聚合矽酸(PS)



無機(jī)複(fù)合型

聚合氯化鋁鐵(PAFC),聚合硫酸鋁鐵(PAFS),聚合矽酸(suān)鋁(lǚ)(PASiC,PASiS),聚合矽酸鐵(PFSiC,PFSiS),聚合矽酸鋁鐵(PAFSi),聚(jù)合磷酸鋁鐵(PAFP),聚合磷酸氯化鋁(PAPCL),聚(jù)合氯化硫酸鋁(PASCL),聚合氯化硫酸鋁鐵(PAFSCL),聚合複合(hé)型鋁酸鈣,聚合矽酸硫酸鋁(PSiAS)

無機有機複合型

聚合鋁-聚丙烯酰胺(PACM),聚合鐵-聚丙烯酰胺(PFCM),聚合鋁-陽(yáng)離(lí)子有機高分子(PCAT),聚合鐵-陽離子有機高分子(PCFT),聚合鋁-甲殼素(sù)(PAPCh)

陽離子型

聚合氯化鋁(PAC、PACL),聚合硫酸鋁(PAS),聚合氯化鐵(PFC),聚合(hé)硫酸鐵(PFS),聚合磷酸鋁(PAP),聚合磷酸鐵(PEP)

陰離子型

活化矽酸(AS),聚合矽酸(suān)(PS)



無(wú)機複(fù)合型

聚合氯化鋁鐵(PAFC),聚合硫酸鋁鐵(PAFS),聚合(hé)矽酸鋁(PASiC,PASiS),聚合矽酸鐵(tiě)(PFSiC,PFSiS),聚合矽酸鋁鐵(PAFSi),聚合(hé)磷(lín)酸鋁(lǚ)鐵(tiě)(PAFP),聚合磷酸氯化鋁(PAPCL),聚合(hé)氯化硫酸鋁(PASCL),聚合氯化硫酸鋁鐵(PAFSCL),聚合複合型鋁酸鈣,聚合矽酸硫酸鋁(PSiAS)

無機有機複合型

聚合鋁-聚丙烯酰胺(PACM),聚合(hé)鐵-聚(jù)丙烯酰胺(PFCM),聚合鋁-陽離子(zǐ)有機(jī)高分子(zǐ)(PCAT),聚合鐵(tiě)-陽離子有機高分子(PCFT),聚合鋁-甲(jiǎ)殼素(sù)(PAPCh)

09

無(wú)機高分子絮凝劑的特點有哪些?


Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羥基和氧基聚(jù)合物都會進一步結合(hé)為聚集體,在一定條件下保(bǎo)持在水溶液中,其粒度大致在納米級範圍,以此發揮凝聚—絮凝作用會(huì)得到低投加量高效果的結果。若比較它們的(de)反應聚合速度,由(yóu)Al→Fe→Si是趨(qū)於強(qiáng)烈(liè)的,同時由羥基橋聯轉為氧基橋聯的趨勢也按此順序。因此,鋁聚合物的反應較緩(huǎn)和,形態較穩定,鐵的水解聚合物則反應迅速(sù),容易失去穩定而(ér)發生沉澱,矽聚合(hé)物則更趨於生成溶膠及凝膠顆(kē)粒。

IPF的優點反映在它比傳統絮凝劑如硫酸鋁、氯化鐵的效能更優異,而比有機高分(fèn)子絮凝劑(OPF)價格低廉。現在它成功地應用在給(gěi)水、工業廢水以及城市汙水的各種處理流程,包(bāo)括預處理、中間處理和深度處理中,逐漸(jiàn)成為(wéi)主流絮凝劑。但是,在形態、聚合度及相應的凝(níng)聚—絮凝效果方(fāng)麵,無機高分子絮凝劑仍處於傳統金屬鹽絮凝劑與有機高分(fèn)子絮凝劑之間的(de)位置(zhì)。其分子量和粒度大小以及絮凝架(jià)橋能力仍比有(yǒu)機絮凝(níng)劑差很多(duō),而且還存在對進一步水解反應的不穩定性問題。IPF的這些弱點促(cù)進了各種複合型無機高(gāo)分(fèn)子絮凝劑的研究和開發。


10

聚合氯化鋁的特點有哪些?


聚合(hé)氯化鋁(lǚ)(PAC),又稱堿式氯化鋁,化學式為ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一種多價電解質,能顯著地降低水中粘土(tǔ)類雜質(zhì)(多帶負電荷(hé))的(de)膠體電荷。由於相對分子質量(liàng)大,吸(xī)附能力強,形成的絮凝體較大,絮凝(níng)沉澱性能(néng)優於其(qí)他絮(xù)凝劑。PAC聚合度較高,投加後快(kuài)速攪拌,可(kě)以大大縮短絮凝體形成時間。PAC受水溫影響較小,低水溫時使用效果也很好。它對水的pH值降(jiàng)低較少,適用的pH範圍寬(可在pH=5~9範圍內使用),故可不投加堿劑。PAC的投加量少,產泥量也少,且使用、管理、操作都較方便,對設備、管道等(děng)腐蝕性也小。因此,PAC在水(shuǐ)處理領域有逐步替代硫(liú)酸(suān)鋁的趨勢,其缺點是價格較高。

另外,從溶液化學的角度看,PAC是鋁鹽水解—聚合—沉澱反應過程的(de)動力學中間(jiān)產物,熱力學上是不穩定的,一般液體PAC產品均應在半年(nián)內使用。添加某些無機鹽(如CaCl2、MnCl2等)或高分子(如(rú)聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等)可提高PAC的(de)穩定性,同時可增加凝聚能力。從生產工藝講,在PAC的製(zhì)造過程中(zhōng)引(yǐn)入一種或幾種(zhǒng)不同的陰離子(如SO42-、PO43-等),利用增聚作(zuò)用可以在一定(dìng)程(chéng)度上改變聚合物的結構和形態分布,進而提高(gāo)PAC的穩(wěn)定性和功效;如果在PAC的製造過(guò)程中引入其它陽離子組分,如Fe3+,使Al3+和Fe3+交錯水解聚合,可(kě)製得複合絮凝劑聚合鋁鐵。

三氧化二鋁含量是聚合氯化鋁有效成分的衡量指標,一般(bān)而言,絮(xù)凝劑產品密度越大,三氧化二鋁含量越高。一般(bān)來說,堿化(huà)度越高的(de)聚合氯化(huà)鋁吸附架橋能力越好,但因接近[Al(OH)3]n而易產生沉澱,因此穩定性也較差。


11

PAC的堿(jiǎn)化度是什麽?


由於聚(jù)合氯化鋁可以看作是AlCl3逐步水解轉化為Al(OH)3過程中的中間產物(wù),也就是Cl-逐步被羥基OH-取代的各種產物。聚合氯化鋁的某種形態中羥基化程度就是堿化(huà)度,堿(jiǎn)化度是聚合氯化鋁中羥(qiǎng)基當量與鋁的當量(liàng)之比。

實踐表明,堿化度是聚合氯化鋁的最重要指標之一,聚合(hé)氯化鋁的聚(jù)合度、電(diàn)荷量、混凝效果、成品的pH值、使用時的稀釋率和儲存的穩定性等都與堿化度有密切關係。常用聚合氯化鋁的堿化度多為50%~80%。


12

複合絮凝(níng)劑的特點和(hé)使(shǐ)用的(de)注意事項有哪些?


複合絮凝劑有各種成分,其(qí)主要原料是鋁鹽、鐵鹽(yán)和矽酸鹽。從製造工藝(yì)方麵講,它們可以預先分別羥基化(huà)聚合再加以混合(hé),也可以先混合再加以羥基化聚合,但最終總是要形成羥基(jī)化的更高聚合度的無機高(gāo)分子形態,才能達到優異的絮(xù)凝效果。複合劑(jì)中每種組分在總體結構和凝(níng)聚—絮凝(níng)過程中(zhōng)都會(huì)發揮一定作用(yòng),但在不同的方麵,可能有正效應,也可能有負效應。

IPF產品通常要(yào)綜(zōng)合考慮穩定性、電中和能力和吸(xī)附架橋能力三(sān)種因素(sù)。聚合鋁、聚(jù)合鐵(tiě)類絮凝(níng)劑的弱點是分子量和粒度尚不夠高而(ér)聚(jù)集體的粘附架橋能力不夠強,因而需要加入粒度較大的矽聚合物來增強絮(xù)凝性能。但(dàn)加入陰離子型的矽聚合(hé)物後,總體電荷會(huì)有所降低,從而減弱了電中和能(néng)力。

因此,目前的複合絮(xù)凝劑即使製造質量優良,與聚合鋁相比(bǐ),其效果隻能提高10~30%。作為使用IPF的廢水(shuǐ)處理技術人(rén)員,必須了(le)解(jiě)不同種類複(fù)合絮凝劑(jì)的特性、適應(yīng)性、優點及不足(zú)是同樣重要的。在選用最合適(shì)的絮凝劑和投加工藝(yì)操作程序時,隻有根據廢水水質特點,仔細(xì)分析和(hé)判斷,才能獲(huò)得最佳的(de)處理效果。


13

人工合成有機高分子絮凝劑的種類有哪些?


人工合成有機高(gāo)分子(zǐ)絮凝劑多為聚丙烯、聚乙烯物質(zhì),如聚(jù)丙烯酰胺(àn)、聚乙烯亞胺等。這些絮凝劑都(dōu)是水溶性的線型高分子物質(zhì),每個大分子由許(xǔ)多包含帶(dài)電基(jī)團的(de)重複單元組成,因而也稱為聚電解質。包含帶正電基團的為陽離子型聚電解質,包含帶負電基團的為陰離子型聚電解質,既包含帶正電基團又包含帶負電基團,稱之為非離子型聚(jù)電解質。

目前使(shǐ)用較多的高分子絮凝(níng)劑是陰離子(zǐ)型,它們對水中負電膠(jiāo)體雜質隻能發揮助凝作用。往往不能單獨使用,而是配合鋁鹽、鐵鹽(yán)使用。陽離子型絮凝劑能同時發揮凝聚和絮凝作用而單獨使用,故得到較快發展。

我國(guó)當前(qián)使用較多的是聚丙烯酰胺類(lèi)非離子型高聚物(wù),常與鐵、鋁鹽(yán)合用。利用鐵、鋁鹽對膠體微粒的電性中和作用和高分子絮凝劑優異的絮凝功能,從(cóng)而得到滿意的處理效果。聚丙烯酰胺在使用中具有(yǒu)投量少,凝聚速度快(kuài),絮凝體(tǐ)粒大強韌的(de)特點。我國目前生產的人工合成(chéng)有機高分子絮凝(níng)劑中80%是這種產品。


14

聚丙烯酰胺類絮(xù)凝劑的特點有哪(nǎ)些?


聚丙烯酰(xiān)胺PAM是一種目前應用最廣泛的(de)人工合(hé)成有機高分(fèn)子絮凝劑,有時也(yě)被用作助凝劑。聚丙烯酰胺的生產原料是聚(jù)丙烯腈CH2=CHCN,在一定條件下(xià),丙烯腈水解生成丙烯酰胺,丙烯酰(xiān)胺再通過懸浮聚合得到聚(jù)丙烯酰(xiān)胺。聚丙烯酰胺屬於水溶(róng)性樹(shù)脂,產品有粒狀固體和一(yī)定濃度的粘稠水溶液兩種。

聚丙烯酰(xiān)胺在水的實際存在形態(tài)是無規線團,由於無(wú)規線團具有一定的粒徑尺寸,其表麵又有(yǒu)一些酰(xiān)胺基團,因此能(néng)夠起到相應的架橋和吸(xī)附能力,即具有一定的絮凝能力。但由於聚丙烯酰胺(àn)長鏈卷曲成線團,使(shǐ)其架橋範(fàn)圍較小,兩個酰胺基締結後,相當(dāng)於作用相互抵消而(ér)喪(sàng)失兩個吸(xī)附位,再加上部分酰胺基卷藏(cáng)在線團結構的內(nèi)部,不能與水中的(de)雜質顆粒相接(jiē)觸和吸附(fù),所以其擁有的吸附能力不能充分發揮。

為了使締結(jié)在一起(qǐ)的酰胺基再次分開、內藏的(de)酰(xiān)胺基(jī)也能暴露在外表,人們設(shè)法將無規(guī)線(xiàn)團適當延伸展開,甚至設法在長分子鏈上增加一些帶有陽離子(zǐ)或陰離子的基(jī)團(tuán),同時提高吸附架橋(qiáo)能(néng)力和電中和壓縮雙電(diàn)層的作用。這樣一來,在PAM的基礎上又(yòu)衍(yǎn)生出一(yī)係列(liè)性質各異的聚(jù)丙烯酰胺類絮凝劑或助凝劑。

比(bǐ)如說在聚丙烯酰胺溶液(yè)中加堿,使部分鏈節上的酰胺基轉化為羧酸鈉,而羧酸鈉在水中容易(yì)離解出鈉離子(zǐ),使COO-基保(bǎo)留在支鏈上,因此生成部分水解的陰離(lí)子型聚丙烯酰胺。陰離子型聚丙烯酰胺分子結構上的COO-基使分子鏈帶有負電(diàn)荷,彼此相斥將原來(lái)締結在(zài)一起的酰胺基拉開(kāi),促使(shǐ)分(fèn)子鏈由線團狀逐漸伸展成長鏈狀,從而(ér)使架橋範圍擴大、提高絮凝能力,作為助凝劑其優勢表現得更為出色。

陰離子型聚(jù)丙(bǐng)烯酰胺的使用效果與其“水解度”有關,“水解(jiě)度”過小(xiǎo)會導致混凝或助凝效(xiào)果較差,“水解度”過大會增加製作成本。


15

什麽是陰離子型聚丙烯(xī)酰胺的水解度?


陰離子型聚丙烯酰胺“水解度”是水解時PAM分子中酰胺基轉化成羧基的百(bǎi)分比,但由於(yú)羧基數測定很(hěn)困難,實(shí)際(jì)應用中常用“水解比”即水(shuǐ)解時氫氧(yǎng)化(huà)鈉用量與PAM用量的重量(liàng)比來衡(héng)量。

水解比過(guò)大,加堿費用較高,水解比過小,又會使反應不足、陰離子(zǐ)型(xíng)聚丙烯酰胺的混(hún)凝或助凝效果較(jiào)差。一般將水解比(bǐ)控製在20%左(zuǒ)右,水(shuǐ)解時間控製在2~4h。


016

影響絮凝劑使用的因素有哪些?


⑴水的pH值

水的pH值對無機絮凝劑的使用效果影響很大,pH值的大小關係到選(xuǎn)用絮凝劑的種類、投加量和混凝沉澱效果(guǒ)。水中(zhōng)的H+和(hé)OH-參與絮凝劑的水解反應,因此,pH值強烈(liè)影(yǐng)響絮凝劑的水解速度、水(shuǐ)解產物的存在形態和性能。以通(tōng)過生成Al(OH)3帶電膠體(tǐ)實現混凝作用的(de)鋁鹽(yán)為例,當pH值﹤4時,Al3+不能大量水解(jiě)成Al(OH)3,主要以Al3+離子的形式存在,混凝效果極差。pH值在6.5~7.5之間時,Al3+水解聚合成聚合度很(hěn)大(dà)的Al(OH)3中性(xìng)膠(jiāo)體,混凝效果較好。pH值﹥8後,Al3+水解成AlO2-,混凝效果又變得(dé)很差。

水的堿度對pH值有緩衝作用,當(dāng)堿度不夠時,應添(tiān)加石灰等藥劑予以(yǐ)補充。當水(shuǐ)的pH值偏高時,則需要加酸調整pH值到中性。相比之下,高分子絮凝劑受pH值的影響較(jiào)小(xiǎo)。

⑵水溫

水溫影響絮凝劑的水解速度和礬花(huā)形成的速度及結構。混凝的水解多是吸熱(rè)反應,水溫較低時,水解速度慢且不完全。低溫情況下,水的粘度大,布朗運(yùn)動減弱,絮凝劑膠體顆粒與水中雜質顆粒的碰(pèng)撞次數減少,同時水的(de)剪切(qiē)力增大,阻礙混凝(níng)絮體的相互粘合(hé);因此,盡管增加了絮凝劑的投加量,絮(xù)體的形成還是很(hěn)緩慢,而且結構鬆散、顆粒細小(xiǎo),難以去除。低溫對高分子絮凝劑的影響較小。但要注意的是,使用有機高分子絮凝劑時(shí),水溫不(bú)能過高,高溫容易使有機高分子絮凝(níng)劑老化甚至分解生成不溶性物質,從而降低混凝效果。

⑶水中雜(zá)質成分

水中雜質顆粒大小(xiǎo)參差(chà)不(bú)齊對(duì)混凝有利,細小而(ér)均勻會導致混凝效果很差。雜質顆粒濃度過低往往對混凝不(bú)利,此時回流沉澱物(wù)或投(tóu)加助凝劑(jì)可提高混凝效果。水中雜質顆(kē)粒含(hán)有大量有機物(wù)時,混(hún)凝效果會變差,需要增加投藥量或投加氧化劑等起助凝作用的(de)藥劑。水中的(de)鈣鎂離子、硫化物、磷化物一般對(duì)混凝有利,而某些陰離子、表麵活性(xìng)物質對混凝有不(bú)利影響。

⑷絮凝劑種類

絮凝劑的選擇主要(yào)取決(jué)於水中膠體(tǐ)和懸(xuán)浮物(wù)的性質及濃度。如果水中汙染物主要呈膠體狀態,則應首選無機絮(xù)凝劑使其脫穩凝聚,如果(guǒ)絮體細小,則需要投加高分子絮凝劑或配合使用活化矽(guī)膠(jiāo)等助凝劑。很多情(qíng)況下,將無機絮凝劑與高分子絮凝劑聯合使用(yòng),可明顯提高混凝效果,擴大應用範圍。對於高(gāo)分子而(ér)言,鏈狀分子上所帶電荷(hé)量越大,電(diàn)荷密度越高,鏈越(yuè)能充(chōng)分伸展,吸附架橋的作(zuò)用(yòng)範(fàn)圍(wéi)也就越大,混凝效果會越好。

⑸絮凝劑投加量

使用混凝法處理任何廢水,都存在最佳絮凝劑和最佳投藥(yào)量,通常都要通過(guò)試驗確(què)定,投(tóu)加量過大可能造成膠體的再穩定。一般普通鐵鹽、鋁鹽的(de)投加範圍(wéi)是10~100mg/L,聚合鹽為普通鹽投加量的1/2~1/3,有(yǒu)機高分子絮凝劑的投加範圍(wéi)是1~5mg/L。

⑹絮凝劑投加順序

當使用多種絮凝劑時,需要通過試驗確定最佳投(tóu)加順序。一般(bān)來說,當無機絮凝劑與有機絮(xù)凝劑並用時,應先投加無機絮凝劑,再投加有(yǒu)機(jī)絮(xù)凝劑。而處理雜質顆粒尺寸在50μm以上時,常先投加有機(jī)絮凝劑(jì)吸(xī)附(fù)架橋,再(zài)投加無機絮凝劑(jì)壓縮雙電層使膠體脫穩。

⑺水力(lì)條件

在(zài)混(hún)合階段,要求絮凝劑(jì)與水迅速均(jun1)勻地混合,而到了反(fǎn)應階段,既要創造足夠(gòu)的碰撞機會和良好的吸附條件讓絮(xù)體有足夠的成長機會,又要防止已生成的(de)小絮體被打碎,因此攪拌強度要(yào)逐步減小,反應時間要足夠長。


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天然有機高分子絮凝劑的種類有哪些?


天然有機高分子絮凝劑在(zài)水處理中應(yīng)用具有悠久的曆史,直到今天,天然高分子化合物仍(réng)是一類重要的絮凝劑,隻是使用量遠低(dī)於人工合成(chéng)高分子絮(xù)凝(níng)劑,原因是天然高分子絮凝劑(jì)電荷密度較小,分子量較低,且易發生生物降解而失去絮凝活性。

與人工合成的絮凝劑相比,天(tiān)然(rán)有機高分子絮凝劑的毒性小(xiǎo),提取工藝簡單,無論是化學成(chéng)分還是生產工藝,都能很好地與自然和諧一致,因此研究、利用(yòng)這些自(zì)然資源用作水處理藥劑成為當前的(de)熱點,這與全球重視合(hé)理利用資源,保護和改善環境的形勢密不可分。

目前天然高分子絮凝劑的(de)種類很多,按照其主要天(tiān)然成分(包(bāo)括改性所用的基質成分),可以分為(wéi):殼聚(jù)糖類絮凝劑、改性澱粉絮凝劑、改(gǎi)性纖維素絮(xù)凝劑、木(mù)質素類絮凝劑、樹膠類(lèi)絮凝劑、褐藻膠絮凝(níng)劑、動物膠和明膠絮凝劑等。這(zhè)些天然高分子多數具有(yǒu)多糖結構,其中澱粉(fěn)主鏈中僅含有一種單糖結構,屬於同多糖;殼聚糖、樹膠、褐藻膠等含有多種單糖結構(gòu),屬(shǔ)於雜多糖;木質素是一種特殊的芳香型(xíng)天然高聚物;動物膠和明膠屬於蛋(dàn)白質類物質(zhì)。


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使用高分子有機絮凝劑時(shí),應注(zhù)意哪些事項?


有機高分子絮凝劑屬於(yú)線團結(jié)構的長鏈大分子,在水中必然經(jīng)曆一個溶漲過程(chéng),固體產(chǎn)品或高濃度液體產品在使用之前必須配製成水溶液再投加到待處理水中。配製水溶液的溶藥池必(bì)須安裝機(jī)械攪(jiǎo)拌設備,溶藥連續攪拌時(shí)間要控製在30min以上。水溶液的濃度一般為0.1%左右,再高,溶液的粘(zhān)度增大,投(tóu)加困難(nán),再低,需(xū)要的溶液池體積又會過大。溶藥使用的(de)水中應盡量避(bì)免含有大量的懸(xuán)浮物,以(yǐ)避免有機高分子絮凝劑與這些懸浮物進行絮(xù)凝反應形成礬(fán)花,影響投加後的使(shǐ)用(yòng)效果。

對固體(tǐ)有機高分(fèn)子絮凝(níng)劑進行溶解時(shí),固體(tǐ)顆粒的投加點一(yī)定要在水流紊動(dòng)最強(qiáng)烈的地方,同時一定要以最小(xiǎo)投加量向溶藥池(chí)中緩慢投入,使固體顆粒分散進入水中,以防固體投加量太快在水中分散不及而(ér)相互粘結形成團(tuán)塊,團(tuán)塊的結構是內部有固體顆粒、外部包圍部分水解(jiě)物,這樣的團塊一旦形成,往往要花費(fèi)很長時間才能再均勻地溶入水中,在連續(xù)溶藥池中甚至可以存在長(zhǎng)達(dá)數天。

固體顆粒的投加點一定要遠離機械攪拌器的攪拌軸,因為(wéi)攪拌(bàn)軸通常是(shì)溶(róng)藥池中水流紊動性最差的地方,溶解不充分的(de)有機高分子絮凝劑經常會附著在軸(zhóu)上,日益積累(lèi),有時可以形成相當(dāng)大的粘團,如果(guǒ)不及時認(rèn)真地予(yǔ)以清理,粘團會越變越大,影響範圍也就越來(lái)越大。

作為助凝劑時,一般要先(xiān)在處理水中投加無機絮(xù)凝劑進(jìn)行壓縮雙電(diàn)層脫穩後,再投加有機高分子絮凝(níng)劑實現架橋作(zuò)用。在無機絮凝(níng)劑投加充足的條件下,有機高分子絮凝(níng)劑的助凝效果不會因投加量的差異而(ér)有較大差別。因此,作為助凝劑時(shí),有機高分子絮凝劑(jì)的投(tóu)加(jiā)量一(yī)般為0.1mg/L。

固(gù)體有機高分子絮凝劑容易吸水(shuǐ)潮解成塊,必須使用防水(shuǐ)包裝,保(bǎo)存地點(diǎn)也必須幹燥,避免露天存放。


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微生物絮凝劑(jì)的種類有哪些?


微生物絮凝劑與傳統無機或有機絮凝劑有顯著不同,它們或是直接利用微生物細胞,或是利用微生物細胞壁提(tí)取物、代謝產物(wù)等。前者是(shì)微生(shēng)物絮凝劑(jì)研究的(de)主要方(fāng)麵,至今發(fā)現的具有絮(xù)凝性能微生物有17種以上,包括黴菌、細菌、放線菌和酵母,後者與有機絮凝劑為同類(lèi)物質。微生物絮凝劑具有傳統無機或有機絮凝劑所不能比擬的(de)許多優點,如不產生二次汙染、生產成本低等。

微生物絮凝劑的絮凝性能受諸多因素影響,內在因素包括(kuò)絮凝基因的遺(yí)傳和表達,外在因素則有微生物培養基的組(zǔ)成、細胞表(biǎo)麵疏水性(xìng)的變化、環境中二價金屬離子的存在等。目前(qián),國外已有性能良好的微生物絮凝劑商品,如日本生產的NOC--1。微(wēi)生物絮凝劑從研究(jiū)到生產的關鍵問題是發(fā)展成熟的微生(shēng)物育種技術(shù),同時努力降低生產成本。我國(guó)的微(wēi)生物絮凝劑(jì)研製正朝著這一方向邁進,但是離工業化生產還有一定(dìng)距離。


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如何確定使用絮凝劑的種類(lèi)和投(tóu)加劑量(liàng)?


絮(xù)凝劑的選擇和用量應(yīng)根據相似條件下的(de)水廠運(yùn)行經驗(yàn)或原水混凝(níng)沉澱試驗(yàn)結果,結合當地藥劑供應情況,通過技(jì)術(shù)經濟比較後確定。選用的原則是價格便宜、易得,淨水效果好,使用方便,生成的絮凝體密(mì)實、沉澱快、容易與水分離等。

混凝的目的在於生成較大的絮凝(níng)體,由於影響因素較多,一般通過混凝燒杯攪拌試驗來取得相應(yīng)數據。混凝試驗在燒杯中進行,包括快(kuài)速攪(jiǎo)拌、慢速攪(jiǎo)拌和靜止沉降三個步驟。投入(rù)的絮凝(níng)劑經過(guò)快速(sù)攪拌迅速分散(sàn)並與水樣中的膠粒相接(jiē)觸,膠(jiāo)粒開始凝聚並產生微絮體;通過慢速攪拌,微絮體進一(yī)步互相接觸長成較大的顆粒;停(tíng)止攪拌後,形成(chéng)的(de)膠(jiāo)粒聚集體依靠重力自然(rán)沉降至燒杯底部。通過對混凝效果的綜合評價,如絮凝體沉降性、上清(qīng)液濁度(dù)、色度(dù)、pH值、耗(hào)氧(yǎng)量等,確定合適(shì)的絮凝劑(jì)品種及(jí)其最佳用量。

試驗用六聯攪拌機,它有六個可垂直移動的轉軸,其底部位置處帶有攪拌葉片,葉片(piàn)尺寸6cm×2cm。轉軸的旋轉速度(dù)和旋轉時間可以預先設定(dìng),能自(zì)動(dòng)工作。一般試驗(yàn)按快速(sù)攪動2min,n=300r/min;慢速攪動3min,n=60r/min。試驗時在6個1000mL大燒杯中(zhōng)加入1L原(yuán)水後(hòu),分(fèn)別放在六個轉軸的正下方(fāng),將轉軸下移到底;再在(zài)連接在一水平轉軸上的6個小玻璃燒杯內,依次加入不同數量的藥液,轉動水(shuǐ)平軸,則小管內(nèi)的藥液同(tóng)時倒入相應的(de)原水(shuǐ)中。然後啟動攪拌器使其自動工作。

攪動自動停(tíng)止後,將葉片從(cóng)燒杯(bēi)中緩慢拉起,靜置(zhì)20min,用移液管(guǎn)自(zì)水麵下約10cm處,吸取水樣25ml,用濁度計測量上清液的濁度。以投(tóu)藥量為橫(héng)坐標,上清液的剩餘(yú)濁度為縱坐標,繪製成曲線將不(bú)同絮凝劑的(de)效果進行對比,根據除濁效果和綜合技術經濟多方麵因素,選擇確定處理這種廢水的絮凝劑(jì)。

燒(shāo)杯攪拌試(shì)驗方法可分單因素試驗和多因素試驗兩(liǎng)種(zhǒng)。試驗時要做到所用原(yuán)水與實際(jì)水質完(wán)全相同,同時在根據水的pH值、雜質性質等因素考慮確定絮凝劑的種類、投加量、投加順序,而且試驗應該是實際過程的模擬(nǐ),兩者的水力條件(主要是GT值)必須相同或接近。


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什麽是助凝(níng)劑?其作(zuò)用是什麽?


在廢水的混(hún)凝處理中(zhōng),有時使用單一的絮凝劑不能取得良好的(de)混凝效果,往往需要投加某些輔助藥劑以提高混凝效果,這種輔助藥劑稱為助凝劑。常用助凝劑有氯、石灰、活化矽酸、骨膠和海藻酸鈉、活性(xìng)炭和各種粘土等。

有的助凝劑本身不(bú)起混凝作(zuò)用,而是通過調節和改善混(hún)凝條件、起到(dào)輔(fǔ)助絮凝劑產生混凝效果的作用。有的助凝劑則參與(yǔ)絮體的生成,改善絮凝體的結構(gòu),可(kě)以使無機絮凝(níng)劑產生的細小鬆散的絮凝體變成粗大而緊(jǐn)密的礬花。



22

常用助凝劑的種類(lèi)有哪些?


助凝(níng)劑種類較多,但按它們在混凝過程中所起作用來說大致可分為如下兩類:

⑴調節或改善混凝條件(jiàn)的藥劑

混凝過程應該在一定(dìng)的pH值範圍內進行,如果原水pH值不能滿足此要求(qiú),則應調整原水的(de)pH值,這類助(zhù)凝劑包括酸和堿。原(yuán)水pH值較低、堿度不足而使絮凝劑水解困(kùn)難時,可以投加(jiā)CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3等堿性物質(常用的為石灰);而PH值較高時,則常用硫酸或CO2來降低原水的pH值。

對溶解性有機物(wù)含量較大的廢水(shuǐ),可用Cl2等氧化劑來破壞有機物,提高對溶解性有機物的去除效果。另外亞鐵鹽作絮凝劑時,可用氯氣將亞鐵(Fe2+)氧化成(chéng)高價鐵(Fe3+),以提高混凝效果。

以上堿劑、硫酸和CO2、氯氣等本(běn)身並不起凝(níng)聚作用,隻起輔助混凝的作用。

⑵加大礬花粒度、密度和結實性的(de)助凝劑

混凝的結果要求生成粒(lì)度大、密(mì)度大和結實的礬花,既有利於沉澱,又不易破碎。為獲得此種結果,結合水質的特點,有時必須在水中加(jiā)入某種物質或藥劑。如含有不宜沉降的質地較輕雜質的低濁廢(fèi)水中,加入二氧化(huà)矽、活性炭、粘土一類較粗顆粒或回流部分沉澱汙泥可起到加重、加大礬花的作用;當采用(yòng)鋁鹽、鐵鹽作絮凝劑隻能產生細小而鬆散的(de)絮凝體時,可投加聚丙烯酰胺、活化矽酸及骨(gǔ)膠等高(gāo)分(fèn)子助凝劑,利用它們(men)的強烈吸附架橋作用,使細小而鬆(sōng)散的絮(xù)凝體變得粗大而密實。


23

絮凝(níng)劑、助凝劑在強化廢水處理中(zhōng)的應(yīng)用有哪(nǎ)些(xiē)?


廢水處理中投加絮凝劑可加速廢水(shuǐ)中固體顆粒物的(de)聚集和沉降,同時也能去除部分(fèn)溶(róng)解性有機物。這種方法具有投資少,操作簡單,靈活(huó)等優點,特別適合於處理水量小,懸浮雜質含量較大的廢水。采(cǎi)用無機絮凝劑(jì)時(shí),因為投藥量大,產生的汙泥量也大,所以實際應用中主要(yào)采(cǎi)用人工合成有機高分子絮凝劑OPF,或采(cǎi)用無機(jī)絮凝劑與OPF相結合的方式。

據有關報道,在初級沉澱池,常使用陰離子型已水解的(de)聚(jù)丙烯酰胺去除(chú)廢水中(zhōng)的懸浮雜質(zhì),而使用非離子(zǐ)型聚丙(bǐng)烯酰胺(PAM)時的效果不好。經驗(yàn)表明,在初級沉澱池(chí)中投加1mg/L水解聚丙(bǐng)烯酰胺,可去除(chú)進場廢水中50%以(yǐ)上的懸浮粒子及40%以上的BOD5。

在廢水的(de)初級沉澱處理中,將有(yǒu)機高分子(zǐ)聚電解(jiě)質與(yǔ)無機(jī)絮凝劑的混(hún)合使用,要比它(tā)們各自單獨(dú)使用效果更好。由於進場(chǎng)廢水中懸浮粒子的濃度、粒徑(jìng)分布及種類等隨時會發生變化,就使得絮凝劑的最佳劑量有時(shí)難以控(kòng)製。這時若過量投加無機絮凝劑,用卷掃機理來沉澱去除(chú)懸浮雜質,方法雖然可行(háng),但其缺點(diǎn)也(yě)是很突出的,一是作用時間比較長(15~30min),再是形成的絮體易破碎。如果在投加(jiā)無機絮凝(níng)劑的同時(shí),再(zài)加(jiā)入一定量的有機高分子(zǐ)聚電解質,可使絮凝時間減少到2~5min,而(ér)且形成的絮體也比較結實。

在用沉澱法去除水中帶(dài)色有機膠體雜質時,可使用(yòng)雙(shuāng)電解質係統。先用帶有高正電荷的陽(yáng)離子型聚電解質使這些有機膠體脫穩,然後再用大分子量非離子型或陰(yīn)離(lí)子型聚電解質(zhì)使已脫穩的有機膠體絮凝成易(yì)沉(chén)澱的絮體。

二次沉澱池中常使用陽離(lí)子型聚電解質作絮凝劑,如聚二(èr)甲基已二烯(xī)氯化銨或聚氨甲基二甲基已二(èr)烯氯化銨等,但其投加量要比在初次沉澱池中少一些。原因是初次沉澱池中所添加的陰離子型聚電解質有一部分(fèn)在進入二(èr)次(cì)沉澱池後繼續發揮作用,而且二次(cì)沉澱池中所添加的聚(jù)電解質在汙泥回流中能反複得到利用。

另(lìng)外,混(hún)凝處理還(hái)可以去除廢水中的磷酸(suān)鹽和重(chóng)金屬離子。長期以來,人們一直(zhí)采用投加金屬鹽類無機絮凝劑的方法來去除廢水中的部分磷酸(suān)鹽。但實驗證明,在保證磷酸(suān)根的去除率沒有降(jiàng)低的前提下,用陽離子聚合物代(dài)替無機絮凝劑可以(yǐ)取得(dé)同樣的除磷效果,這說明聚合物參與了對陰離子磷酸根的吸附(fù)。例如某廢水處理場在(zài)混凝處理工藝中,用12mg/L硫(liú)酸鐵和3mg/L高電荷密(mì)度的陽離子聚合物,以及0.2mg/L高分子量的陰離子(zǐ)聚合物複合,代替原來23mg/L的硫酸鐵,在磷的(de)去(qù)除率不變的情況下,使出水BOD5去除率從30%上升(shēng)到了55%。同時,采用混凝處理後,可以使活性汙泥(ní)階段產生的汙泥中無機物成分減少,提高活(huó)性汙泥的(de)生物降解功能。

廢水處理中使用的(de)過濾、浮選等處理工藝中,通過使(shǐ)用無機絮凝劑(jì)和聚電解(jiě)質助凝劑,可以提高出水水質。結合廢水水質特點(diǎn),絮凝(níng)劑可以單獨使用,也可以多種絮(xù)凝劑複合使用或一主一輔複配使(shǐ)用(輔者作為助凝劑)。絮凝劑(jì)的(de)選擇可以通過燒杯靜態試驗初步篩選(xuǎn),再在生產裝置上(shàng)驗證確定。


24

常用汙(wū)泥調理劑的種類有哪些?


調理劑又稱脫水劑,可分為(wéi)無機調理劑和有機調理劑兩大類。無機調(diào)理劑(jì)一般適用於汙泥的真空過濾和板框過濾(lǜ),而有機(jī)調理(lǐ)劑則適用於汙泥的離心脫水和(hé)帶式壓濾脫水(shuǐ)。

⑴無機調(diào)理劑

最有效(xiào)、最便宜也是最常用的無機調理劑主要有鐵鹽和鋁鹽兩大類。鐵鹽調理劑主要包括氯(lǜ)化鐵(FeCl3∙6H2O)、硫酸鐵(Fe2(SO4)3∙4H2O)、硫酸(suān)亞鐵(tiě)(FeSO4∙7H2O)以及聚合(hé)硫酸鐵(PFS)([Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m)等,鋁鹽(yán)調理劑主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)硫酸鋁(Al2(SO4)3∙18H2O)、三(sān)氯化鋁(AlCl3)、堿式氯化鋁(Al(OH)2Cl)、聚合氯化鋁(PAC)([Al2(OH)n∙Cl6-n]m)等。

投加無機調理劑後,可(kě)以大大加速汙泥的濃縮過程,改善過濾脫水效果。而(ér)且(qiě)鐵鹽和石灰聯用可以進一步提高調理效果。投加無機調理劑的缺點一是用量較大,一般來說,投(tóu)加量要達到汙泥幹固體重量的5%~20%,從而導致濾餅體積增大;二(èr)是無機調理劑本身具有腐蝕性(尤其是鐵鹽),投加係(xì)統要具有防腐性能。應(yīng)當注意的是(shì),采用氯化鐵(tiě)作為調(diào)理劑(jì)時(shí),會增加對脫(tuō)水汙泥處理設備金屬(shǔ)構件的腐蝕性,因此所配備的脫水汙泥處理設備的防腐等級應適當提高。

⑵有機調(diào)理劑

有機合成(chéng)高(gāo)分子(zǐ)調理劑種類很多,按聚合(hé)度可分為低聚(jù)合度(分子量約為1千~幾萬)和高(gāo)聚合度(分子量約為幾十萬~幾百萬(wàn))兩種;按離子型分為陽離子型、陰離(lí)子型、非離子型、陰陽離子型等(děng)。與無機調理劑相(xiàng)比,有機調理劑投加量較少,一般為汙泥幹(gàn)固體重量的0.1%~0.5%,而且沒有腐(fǔ)蝕性。

用於汙泥調理的有機調理(lǐ)劑主要是高聚合度的聚丙烯(xī)酰胺(àn)係列的絮凝劑產(chǎn)品,主要有陽離子型聚丙烯酰胺、陰離子型聚丙烯酰胺和非離子型聚丙烯酰胺三類。其中陽離子型(xíng)聚(jù)丙烯酰胺能中和汙泥顆(kē)粒表麵的負電荷並在顆粒間產生架橋(qiáo)作(zuò)用而顯示出較強的凝聚力,調理效果顯著,但費用較高(gāo)。為降低成本,可以使用較便宜的陰離子型聚丙烯酰(xiān)胺-石灰聯用法,利用帶有正電荷的Ca(OH)2絮體物將帶負電的絮凝劑和(hé)汙泥顆粒吸附在一起,形成一種(zhǒng)複合的凝聚體係。


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選擇使用汙泥調理劑應考慮的因素有哪些?


⑴調理劑的品種特點

就常用的鋁鹽和鐵鹽無機調理劑而(ér)言,使用鋁鹽時的(de)藥(yào)劑投加(jiā)量較大,所形成的絮體密度較小,調理效果較差,在(zài)脫水過程中會堵塞濾布。因(yīn)此,在(zài)選用無機(jī)調理劑時,盡可能采用鐵鹽;當使用鐵鹽會(huì)帶來(lái)許多問題時,再考慮采用鋁(lǚ)鹽。無機(jī)調理劑與有機調(diào)理劑相比,藥劑投加量較大,形成的絮體顆粒細小,但絮體強度較高。因此在利用真空過濾機和板框壓濾機使汙泥脫水時,可以考慮采用無機調理劑。與無機調理劑相比,有(yǒu)機調理劑藥劑投(tóu)加量(liàng)較小,形成(chéng)的絮體粗(cū)大(dà),但絮體強度較低,比無機(jī)調理劑形成的絮體更容易破碎。而且一旦絮(xù)體被破壞,不論采用無機調理劑還是有機(jī)調理劑,都不(bú)易恢複到原來的狀態。因此在利用離心脫水機和帶式壓濾機使汙泥脫水時(shí),可以考慮采用有機調理劑。在采用無機(jī)調理劑或有機調理劑中的一種難以達到理想的調理效果時,可以考慮將無機和有機調理劑(jì)複配(pèi)使用,有時能取得更好的調理效果。比如石灰和(hé)三氯化鐵聯合使用,不但能起到調節pH值(zhí)的作用,而且石灰和汙水(shuǐ)中的重碳酸鈣生成的碳酸鈣顆粒結(jié)構還能增加汙泥的孔隙率(lǜ),促進泥水分離。

⑵汙泥性質

不同性質的汙泥,選用調理劑的種類(lèi)和投(tóu)加量也有很大(dà)差異。對有機物含量高的汙泥,較為有效的調理劑(jì)是陽離子型有機高(gāo)分子調理劑(jì),而且(qiě)有機物含量越高,越適宜選用聚合度越高的陽離子型(xíng)有機高分子調(diào)理劑。而對以無機物為主的汙泥,則可(kě)以(yǐ)考慮采用陰離子型有機(jī)高(gāo)分子調理劑。汙泥性質的(de)不同直接影響(xiǎng)調理效果:初沉池汙泥較易脫水,而浮渣和剩餘活性汙泥則較難脫水,混合汙泥的脫水性能則介於兩者之間。為達到一定的調理效果,所需調理劑(jì)的數(shù)量存在(zài)顯著差異。一(yī)般來說,越(yuè)難脫水(shuǐ)的汙泥其調理用藥劑量越(yuè)大,汙泥顆(kē)粒細小,會導致(zhì)調(diào)理(lǐ)劑消耗量的增加,汙泥中的有機物含量(liàng)和堿度高,也會導致調理劑用量的(de)加大。另外,汙泥含固率(lǜ)也影響調理劑的投加量,一般(bān)汙泥含固率越(yuè)高,調(diào)理劑的投加量越大。

⑶溫度

汙泥的溫度直接影響著無機鹽類調理劑的水解作用,溫度低時,水解作用會變(biàn)慢。如(rú)果溫度低於10oC,調理效果會明顯變(biàn)差,可通過適當延長調理時間的方法(fǎ)改善調理效果。使用有機高分子調理(lǐ)劑(jì)時,如果配製藥(yào)液的母液或自來水溫(wēn)度(dù)過低或汙泥溫度過低,就會由於水的動力粘滯度和高分子調理劑(jì)溶液本身的粘度(dù)變大而不利(lì)於稀釋均勻和調理混合均勻,進而影響汙泥(ní)調理效果(guǒ)和脫水效果。因此,冬季氣溫較低時,要重(chóng)視汙泥輸(shū)送係(xì)統的保溫環節(從汙水處理係統排出的(de)汙泥溫度一般不(bú)低於15oC),盡量減少(shǎo)汙泥輸送過程中熱量的損失。在必要(yào)的情況下,可以采取對有機高分子調理劑稀(xī)釋罐加熱或適當延長混(hún)合(hé)溶解時間和加大攪拌強度的方法改善(shàn)溶解條件。

⑷pH值

汙泥的pH值決定無(wú)機(jī)鹽類調理劑的水解產物形態,同一種調(diào)理劑對(duì)不同(tóng)pH值的汙泥的調理效果也大不相同。鋁鹽的水解反(fǎn)應受pH值的影響很大,其凝聚反應的(de)最佳pH值範圍為5~7。當pH值大於8或小於4時,難以形成絮體,也(yě)就(jiù)是說失(shī)去了調理(lǐ)的作用。而高鐵(tiě)鹽調理劑受pH值的影響較小,無論汙(wū)泥呈酸性還(hái)是呈堿性(xìng),都能形成水解產物Fe(OH)3絮體(tǐ),最佳(jiā)pH值範圍為6~11。亞(yà)鐵(tiě)鹽在pH值為8~10的汙泥中,其溶解度較高的水解產物能被氧化成溶解度(dù)較低的(de)Fe(OH)3絮體。因此選用無機鹽類調理劑時,首先要考慮脫水汙泥(ní)的具體pH值,如果pH值偏離其凝聚反應的最佳範圍,最好更換使用另一種調理(lǐ)劑。否則就要考慮在對汙泥(ní)進行調理之前,投加酸或堿調整汙泥(ní)的pH值(zhí),一般情況下,都不采取這種措施。

pH值對聚合電解質(zhì)的調理(lǐ)效果也有影響,汙泥的pH值影響著調理(lǐ)劑分子的電離、荷電狀況以及分子形狀。陽離子型(xíng)聚合電解質在低pH值的酸性汙泥中的電離度較(jiào)大,分子形狀趨向舒(shū)展;而(ér)在高pH值的堿性汙泥中(zhōng)電離度較小,分子形狀趨向卷曲(qǔ)。與(yǔ)陽離(lí)子型聚合電解質性質相反,陰離子型聚合電解質在低pH值的酸性汙泥(ní)中的電離度較小,分子形狀趨向卷曲;而在高pH值的(de)堿性汙泥中電離度較大,分子形狀趨向舒展。陰陽離子型聚合電解質的情況稍有不同(tóng),在等電點時,整(zhěng)個分子呈中性(xìng),正負兩(liǎng)種電荷相互(hù)吸引,故分子緊密卷曲成團。在等電點兩側,分子上都會有一種電荷過剩,因互相排斥作(zuò)用而使分子(zǐ)趨向舒展。

⑸配製濃度

調理(lǐ)劑的配製濃度不僅影響調理(lǐ)效果,而且影響藥劑消耗量和泥餅產率,其中有機高(gāo)分子調理劑影響更為顯(xiǎn)著。一(yī)般來(lái)說,有機高分子(zǐ)調(diào)理(lǐ)劑配製濃度越低,藥劑消耗量越(yuè)少,調理效果越好。這(zhè)是(shì)因為有機高分(fèn)子調理劑(jì)配製濃度越低,越容易混合均勻,分子鏈(liàn)伸展得越(yuè)好,架橋凝聚作用(yòng)發(fā)揮得越好,調理效果當(dāng)然也越好。但配製濃度過(guò)高或過低都會降低泥餅產率。而無機高分子(zǐ)調理劑的調理效果(guǒ)幾乎(hū)不受配製濃度(dù)的影響。經驗和(hé)有關研究表明,有機高(gāo)分子調理劑配製濃度在0.05%~0.1%之間比較合適,三氯化鐵配製濃度10%最佳,而鋁鹽配製濃(nóng)度在4%~5%最為適宜。

⑹投加順序

當采用(yòng)不止一種調理劑時,調理劑投加的順序也會影響調理效果。當采用鐵鹽和石灰作調理劑(jì)時,一般先投加鐵鹽,再投加石灰,這樣(yàng)形成的絮體與水較易分離,而且調(diào)理劑總的消耗(hào)量(liàng)也較少。當采用無機調(diào)理劑和有機高分子(zǐ)調理劑聯合調理汙泥時,先投加無機(jī)調理劑,再投(tóu)加(jiā)有機高分子調理劑,一(yī)般可以取得較好的調理效果。

⑺混合反應條(tiáo)件

要想達到最好的調理效果,汙泥(ní)與調理劑實現(xiàn)完全充分的混合是非(fēi)常必要的。但值(zhí)得注意的是,汙泥與調理劑混合反應(yīng)形成絮體後,決不能再被破(pò)壞,因為絮體一旦受到破(pò)壞就很難(nán)恢複(fù)到原來(lái)的狀(zhuàng)態。經驗表明(míng),針對某種汙泥,使用(yòng)某種調理劑,隻有(yǒu)混合反應的強度和(hé)時間在一定範圍內,才能取得較好的調理效果,而且調(diào)理效果會隨著(zhe)停留時間的增加而降(jiàng)低。這就是說,經過試驗確(què)定了調(diào)理的時間和強度(dù)後(hòu),必須在實際操作中(zhōng)嚴格遵守執行。一方(fāng)麵(miàn)不能隨(suí)意延長或縮短(duǎn)混合反應的(de)時間(jiān),另一方麵要盡可能快地使調理後的(de)汙泥(ní)進入脫水機(jī)。


26

調理劑的投加量如何確定?


汙泥調理的藥劑消耗量沒有固定的標準,根據汙泥的品種、消化程度、固體濃度等具體性質的(de)不同,投加量會出現一定的差異。因此,大多是在實驗室或在現場直接(jiē)試驗確(què)定調理劑的種類及具(jù)體投加量。

一般來說,按汙泥幹固體重量的百分比計,三氯化鐵(tiě)的投加(jiā)量為5%~10%,硫酸亞(yà)鐵約為10%~15%,消石灰的投加量為20%~40%,聚合(hé)氯化鋁和(hé)聚合硫酸(suān)鐵約為1%~3%,陽離子(zǐ)型聚丙(bǐng)烯酰胺為0.1%~0.3%。據有關資料介紹,由於常用的聚丙烯酰胺係列有機合成高分子調理劑(jì)的價格較為昂貴(有的品種是(shì)普通無機調理劑的十幾甚至二十倍以上),雖然其投加量較少,但折合調(diào)理每噸汙泥的費用,使用有機合成高分子調理(lǐ)劑的成本仍然較高。普遍的(de)做法是優選無機(jī)調理劑,當無機調理劑作用較差(chà)、難以達到理(lǐ)想的調理效果時(shí),再考慮使用有機合成高分子調理劑或將無機和有機調理劑複配使用。



26

使用調理劑的注意事項有哪些?


為了更好地使用調理劑,應注意以下事項:①充(chōng)分了解和掌握被處理(lǐ)汙泥的性質(濃度、成分等),②試驗確(què)定適合於汙泥性質和脫(tuō)水機性(xìng)質的調理(lǐ)劑種類,③試驗確定調理劑的注入點、反應條件、投加量等,④根(gēn)據調理劑的性質確定調理(lǐ)劑的溶解、儲存等使用方法。

一般來說,無機調理劑適(shì)用於真空過(guò)濾脫水和板框壓濾(lǜ)脫水,而有(yǒu)機調(diào)理劑則較適用於離心脫水和帶式(shì)壓濾(lǜ)脫水。在使用離心(xīn)脫(tuō)水(shuǐ)機和帶式壓力脫水機時,為了形成不(bú)易(yì)破碎的粗(cū)大絮凝物,一般使用分子量在(zài)10萬、甚至100萬以上(shàng)的陽(yáng)離子係列高分子調理劑。同時還要注意,由於離心脫水機是在2000~3000G的(de)高離心力(lì)下進行固液分(fèn)離,使用分子量越大的高分子調理劑,越(yuè)容易形成堅固的絮凝物(wù),越有利(lì)於脫水;而對帶式壓濾脫水機來講,分子量過高時,調理(lǐ)劑的部分粘性會殘留在絮凝物上,從而導致濾餅在濾布上的剝離性較差。就陽離子調理劑而言,對於同樣汙泥,和離心脫水機(jī)相比(bǐ),帶式壓力脫(tuō)水機要(yào)求調理(lǐ)劑的陽離子度較高、而投加量較少。

一般來說,汙泥濃度高時,使用高分子量的調理劑效果較好,而汙泥(ní)濃度低時,使用分子量(liàng)較(jiào)低的調理劑效果較(jiào)好。

廢水生物處理產生的剩餘汙泥和回流汙泥的性質相同,其主要成分是微(wēi)生物的絮凝物,一般帶有負電荷,因此為使剩餘汙泥凝聚,最好使用陽離子的調理劑。當前(qián)使用較多的陽離(lí)子調理劑是聚丙酰胺的共聚物(wù)或氨基甲基化(huà)變性物,通過調整陽離子變性條件,可得到不同(tóng)陽離子度的調理劑。根據陽離子度的不同(可用膠體滴定法測定),陽離子調理劑可分為高、中、低陽離子度調理劑。


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脫水劑、調(diào)理劑與(yǔ)絮凝劑、助(zhù)凝劑的(de)關係是什麽?


脫水劑是對汙泥進行脫水之前(qián)投加的藥劑,也就是汙泥的調理劑,因此脫水(shuǐ)劑和調理劑的意義是(shì)一樣的。脫水劑或調理劑的投加量一(yī)般都以汙泥幹固體重量的百分比計。

絮凝劑應用於去除(chú)汙水(shuǐ)中懸浮物,是水處(chù)理領域(yù)的重要藥(yào)劑。絮凝劑的投加量一般以待處理水的單位體(tǐ)積內投加的數(shù)量來表示(shì)。

脫水劑(調理劑)與絮凝(níng)劑、助凝劑的投加量都可以稱為加藥量(liàng)。同一種藥劑既可以(yǐ)在處理汙水時應用為絮凝劑,又可以在剩(shèng)餘汙泥處理過程中應用為調理劑或脫水劑。

助凝劑用在水(shuǐ)處理領域作為絮凝劑的助劑時被稱為助凝劑,同一種(zhǒng)助凝(níng)劑(jì)在剩餘汙泥處理時(shí)一般不稱(chēng)助凝劑,而是統稱為調理劑或脫水劑。

使用絮凝劑時,由於水中的懸浮物數(shù)量畢竟有限,為了實現絮凝劑與懸浮顆粒的充分接(jiē)觸,需要配備混合、反應設(shè)施,並且都要具有足夠的時間,比如混合需要幾十(shí)秒到數分鍾、反應則需要15~30min。而汙泥脫水時從投加調理(lǐ)劑到汙泥進入脫水(shuǐ)機往往隻有幾十秒的時間(jiān),即隻有相當於絮凝劑的混合過程、沒有反應的時間,而且經驗(yàn)也表明,調理(lǐ)效(xiào)果會隨(suí)著逗留(liú)時間的延長而降低。


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消泡劑的種(zhǒng)類有哪些?


消泡劑的效(xiào)果與發泡液的種(zhǒng)類有(yǒu)關,即有的消泡劑對某些發泡液效果顯著,而對其它發泡液效果不明顯,甚至沒有作用。常(cháng)用的(de)消泡劑按成分不同可分為矽(樹脂(zhī))類、表麵活性劑類、鏈(liàn)烷(wán)烴類和礦物油類。

⑴矽(樹脂)類:矽樹脂消泡劑又稱乳劑型消(xiāo)泡劑,使用方法(fǎ)是將矽樹脂用乳化劑(表麵活性劑)乳化分散在水中後投加到廢水中。二氧化(huà)矽細粉是另一種消泡效果較好的(de)矽類消泡劑。

⑵表麵活性劑(jì)類:此類消泡劑其實是乳化劑,即利用表麵活性劑的分散作用,使形成(chéng)泡沫的物質在水中保持穩定的乳化狀態分(fèn)散,從而避免(miǎn)生(shēng)成(chéng)泡沫。

⑶鏈(liàn)烷烴類(lèi):鏈烷烴類消泡劑是用乳化劑把鏈烷烴蠟或其衍(yǎn)生物乳化分散後製成(chéng)的消泡(pào)劑,其用途與表麵活性劑類的乳化型消泡劑類似。

⑷礦物油類:以礦物油為主要消泡成分。為了改善效果,有時混合金屬皂、矽油、二氧化矽等(děng)物(wù)質一起使用。此外,為使礦物油(yóu)容易擴散到發泡液表麵(miàn),或(huò)者使金屬皂等均勻分(fèn)散在礦物油中,有時還(hái)可投(tóu)加各種表麵活性劑。


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常用(yòng)pH調整劑(jì)有哪些(xiē)?


將含酸廢水pH值調高時,以堿或堿性氧化物為中和劑,而將堿性廢水pH值調(diào)低時則以酸或酸性氧化物做中和劑。調整酸性廢水pH值時經常(cháng)采用的中和劑有石灰、石灰石、白雲石(shí)、氫氧化鈉、碳酸(suān)鈉等,調整(zhěng)堿性廢水pH值時一(yī)般采用硫酸、鹽酸。

在(zài)對含(hán)酸廢水進行中(zhōng)和時,還可以就(jiù)近使用一些堿性工業(yè)廢渣(zhā),比如(rú)化學軟水站排出的(de)碳酸鈣廢渣、有機化工(gōng)廠或乙炔發生站(zhàn)排放的電石廢渣(主要成分為氫氧化鈣)、鋼廠或電石廠篩(shāi)下的廢石灰、熱電廠的爐灰渣和硼酸廠的硼(péng)泥等。在(zài)對堿性廢(fèi)水進行處理時(shí),也可(kě)以使用煙道氣利用其中的CO2、SO2等酸性氣體對廢水中的堿進行中和。

當廢水的pH值過大或過小時,為減少pH值調整時所需的溶藥池和藥(yào)劑池容積及實現pH值(zhí)調整的自動化控製,可(kě)以使用40%NaOH和98%H2SO4分別作(zuò)為含酸廢水和含堿廢(fèi)水的pH值調整劑。同(tóng)時可以(yǐ)避免使用石灰類堿劑所帶來的汙泥問題,減少(shǎo)二次汙染的機會。


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消毒劑的選擇應考慮哪些因素?


廢水經一級或二級處理(lǐ)後,水質(zhì)改善,細菌含量也大幅度減少,但(dàn)其絕對值仍很可觀,並有(yǒu)存在病原菌的可能。因此,廢水排入水(shuǐ)體前應進行(háng)消毒處(chù)理。

目前,用氯化法消毒(dú)能產(chǎn)生有害物質,影(yǐng)響人體健康已廣為人知,這是因為氯與水(shuǐ)中有機物作用,同時有氧化和取代作用(yòng),氧化作用可以促使去除(chú)有機物,而取代作用則是氯與有機物結合,形成了(le)有致突(tū)變或致癌活性的鹵化物。美(měi)國規(guī)定(dìng)三鹵甲烷(THMS)的最大濃度為100μg/L,德國、加拿大、日本也分別規定為25μg/L、350μg/L、100μg/L,我國(guó)1985年版《生活飲用(yòng)水(shuǐ)衛生(shēng)標準》中也規(guī)定了氯仿的上限為(wéi)60μg/L。有(yǒu)鑒於此,廢水消毒一是要控製恰當的投(tóu)劑量,二是采用其他消毒劑代替,如二氧化氯、臭氧、紫外線輻射等,以減少有(yǒu)害物質的生成(chéng)。

各種消毒劑的(de)優缺點(diǎn)和適用條件見表8--2。參(cān)考此表,可以初步確定應(yīng)該(gāi)使用的消毒劑。

表8--2各種(zhǒng)消毒劑的優缺點和適用條件

消毒劑

優點

缺點

適用條件

液氯

效果可靠、投配設備簡單、投量(liàng)準確,價格便宜

氯化形成的餘氯及(jí)某些含氯化合物低濃度時(shí),對水生物有毒害,當廢水含(hán)工業(yè)廢水比(bǐ)例大時,氯化可能生成(chéng)致癌化合物

適用於大、中規模的廢(fèi)水處理廠

漂白(bái)粉

投加設備簡(jiǎn)單,價格便宜

除具有上述液氯(lǜ)的缺點外,尚有投量不準(zhǔn)確,溶解調製不便,勞動強度大

適用於消毒要求不高或間斷投(tóu)加的小型廢水處理廠

氯片

設備簡單,管理方便,隻需定(dìng)時(shí)清理消毒器內殘渣及補充氯片(piàn)。基建費用低

要有特製氯片及專用消毒器,消毒水量小

適用於醫院、生物製(zhì)品所等小型廢水處理站

次(cì)氯酸鈉

用海水或一定濃度的鹽水,由處理廠(chǎng)就地電解自製產生消毒劑,也可(kě)購買商品次氯(lǜ)酸鈉

需要有(yǒu)專用次氯酸鈉電解設備和投配設(shè)備

適用於邊(biān)遠地區,購液氯等消毒劑困難的小型廢水處理廠

二(èr)氧化氯

隻(zhī)起氧化作用、不起氯化(huà)作用,殺菌效果(guǒ)好,不受(shòu)pH影響(xiǎng),可同時(shí)除臭、脫色

製取設(shè)備複雜、管理要求高,不能久存,一(yī)般需要現場製備

適用於中、小型廢水處理廠

臭氧(yǎng)

消毒效(xiào)率高,並能有效地降解廢水中殘留的有機物(wù)、色、味等,廢水PH、溫度對消毒效果影響很小,不產生(shēng)難處理的(de)或生(shēng)物積累性殘餘物

投(tóu)資大、成本高,設備管理(lǐ)複雜,沒有持續消毒作用

適用於出水水質較好,排入水體衛生條件要(yào)求高的廢水處理廠

紫外線

利用紫外線照射(shè)廢(fèi)水的物(wù)理化學方法,消毒效率高,不改變水的成分(fèn)

紫外線照射燈具貨(huò)源不足,技術(shù)數據較少

適用於小(xiǎo)型廢水處理廠

超濾

物理截留的方(fāng)法將細菌及懸(xuán)浮物等從水中去(qù)除掉,消(xiāo)毒效率(lǜ)高

投資大、運(yùn)行成本高,設備管理(lǐ)複雜;而且沒有(yǒu)將細菌(jun1)殺死

適用於小型廢水處理廠


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消毒劑的種(zhǒng)類有哪些?各自的特點是怎樣的?


常用的消毒劑有次(cì)氯酸類、二氧化氯、臭氧、紫外線輻射等(děng)。次氯酸類消毒劑有液氯、漂白粉(fěn)、漂粉精、氯片、次氯酸(suān)鈉等形態,主要(yào)是通過HOCl起消毒作用。次氯酸類消毒劑的弱點是容易和水(shuǐ)中(zhōng)的有機物生成氯代烴,而氯(lǜ)代烴已被(bèi)確認為是對人體健康極為不利的,同時處理(lǐ)過的水(shuǐ)會有一些令人不快的氣味。次氯酸類消毒劑粉塵和放(fàng)出(chū)的氯氣對人的呼吸道、眼睛及皮膚都有強烈(liè)的刺激作(zuò)用(yòng),如果不慎濺入眼睛(jīng)或觸及(jí)皮膚,要(yào)立即用大量(liàng)清水衝洗。存放環境要陰涼、通風(fēng)和幹燥,遠離(lí)熱源和火種,不能與有機(jī)物、酸類及還原劑(jì)共儲混運,運輸過程中要(yào)防止雨淋和日光曝(pù)曬,裝卸時動作要輕,避免碰撞和滾動。

次氯酸類消毒劑消毒時往往發生的(de)是(shì)取(qǔ)代反應(yīng),這也是使用次氯酸類消毒劑會產生氯代烴的根本(běn)原(yuán)因,而(ér)臭氧和二氧化氯消毒時發生的是純氧化反(fǎn)應(yīng),因而可以破壞有機物的結構,在殺菌的同時還可以提高廢水(shuǐ)的可生化性(BOD5/CODCr值),去(qù)除水中的部分CODCr。二氧化氯消毒(dú)與臭氧或(huò)紫外線消毒相(xiàng)比,前者一次性投資低,運行費(fèi)用高(大約0.1元/m3);後者一次性投資高,運行費用低(大約0.02元(yuán)/m3)。

臭氧消毒和(hé)紫外線(xiàn)消(xiāo)毒可以在很短的時間內達(dá)到消毒的效(xiào)果(guǒ),經過臭(chòu)氧消毒和紫外線消毒(dú)的二沉池出水或回用水(shuǐ)細菌總數和總大腸菌群等微生物指標可以達到要求,但他(tā)們的缺點是瞬時反應,無法保持效果,抵抗管道內微生物的滋生和繁殖,因此在回用水係統使用這(zhè)兩種(zhǒng)方法消毒時,往往需要在其(qí)出水中(zhōng)再投加0.05~0.1mg/L二氧化氯或(huò)0.3~0.5mg/L的氯,以保持管網(wǎng)末梢(shāo)有足夠的餘氯量。


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氯的物(wù)化性質是怎樣(yàng)的?


氯(lǜ)在常壓下是黃綠色氣體,在0oC和(hé)一個(gè)大氣壓時的密(mì)度為3.2mg/mL,即約為空氣的2.5倍(bèi)重(chóng),具有(yǒu)強烈的刺激性。一般采用電解(jiě)食鹽水溶液的方法製取氯氣,然後將氯氣加壓冷卻製得液氯,液氯極易氣化,沸點是-34.5oC。加壓(yā)後的液氯成為黃綠色透明液(yè)體,1kg液氯氣化(huà)後體(tǐ)積可以變為300L。氯性質很活潑,能溶於水,溶解度隨水溫的升高而降低。氯是(shì)具有強(qiáng)烈刺激性(xìng)的窒息氣(qì)體,對人的呼吸係統、眼部及皮膚都能產生傷害,空氣中最(zuì)高允許(xǔ)濃度為1mL/m3。雖不(bú)自燃,但可以助燃,在日光下與(yǔ)其他易燃(rán)氣體混合時會發生燃燒和(hé)爆(bào)炸,可以和大多數物(wù)質起反應。

氯是一種(zhǒng)強氧化劑,具有殺菌能力強(qiáng)、價格低廉、來源方便的優點,是水處理行(háng)業應用曆史最為悠久的消毒劑。氯消毒的機理是依靠水解生(shēng)成的次氯(lǜ)酸HOCl向微生物(wù)的細胞壁內(nèi)擴散,與細胞的蛋白(bái)質反應生成化學穩定性極好的N-Cl鍵。另外,氯能氧化微生(shēng)物的某些活性物質,抑製並殺(shā)死微生物。



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如何防止氯中毒?


雖然空氣中最高允許濃度為1mL/m3,但長期在低於此(cǐ)值的環境中工作,也會導致慢性中毒,表現為患慢性支氣管炎、慢性胃腸炎、牙(yá)齦炎、口腔炎、皮膚搔癢症等(děng)疾(jí)病。短時間暴(bào)露在(zài)高氯環境中,會(huì)導致急性中毒(dú)。輕度急性中毒表現為喉幹(gàn)胸悶、脈搏加快等症狀,重度急性中毒表現(xiàn)為支氣管(guǎn)痙攣和水(shuǐ)腫,甚至出現昏迷或休克。為防止出現氯(lǜ)中(zhōng)毒的措施可總結如下:

⑴經常接(jiē)觸氯(lǜ)氣的工作人員對氯味的敏感(gǎn)程度會有所降低,常常會在聞不到氯(lǜ)味的時候,人就已經受到氯的傷害(hài)。因此(cǐ)操作人員的值(zhí)班室要和加氯間分開(kāi)設置(zhì),並在加氯間安裝監測及警報裝置,隨時對其中的氯濃度(dù)進行檢測。

⑵加氯間要靠近加氯點,兩者間距(jù)不超過30m。加氯(lǜ)間建築要堅固防火、耐凍保溫、通風良好、大門外開,並與其他工作間(jiān)嚴格(gé)分開、沒有任何直接連(lián)通。由於氯比空氣重,因此當(dāng)氯氣在室內泄漏後,會將空氣排擠出去,在封閉的室內下部積聚並逐漸向上擴(kuò)散。所以加氯間(jiān)的底部必須安裝強製排風設施,進氣(qì)孔要設在(zài)高處。

⑶加(jiā)氯間門外要備用檢修工(gōng)具、防毒麵(miàn)具和搶救器具等(děng),照明和通風設備的開關也要設(shè)在室外,在進入加氯間之前,先進行通風。通向加氯間的壓力水管必須保證不間斷供水,並保持水壓穩(wěn)定,同(tóng)時還要有應對突然(rán)停(tíng)水的措施。加氯(lǜ)間內要設置堿液池,並定時檢(jiǎn)驗,保證堿(jiǎn)液隨時有效(xiào)。當發(fā)現氯瓶有嚴重泄(xiè)漏時,戴好防毒麵具,然後將氯瓶迅速移入堿液池中。

⑷當發(fā)現現場有人急性氯中毒後,要設法迅速將中毒(dú)者轉移到具有新鮮空氣的地(dì)方,對(duì)呼吸(xī)困難者,應當讓其吸(xī)氧,嚴禁進行人工呼吸(xī),可以用2%的碳酸氫鈉溶液為其洗眼(yǎn)、鼻、口等部位,還可以讓其吸入(rù)霧化的5%碳酸氫(qīng)鈉溶液。



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使用液氯(lǜ)瓶時的注(zhù)意事項(xiàng)有哪些?


液(yè)氯是目前(qián)國內外應用最廣(guǎng)的(de)消毒劑,除消(xiāo)毒外還有氧化(huà)作用。液氯(lǜ)通常在(zài)鋼瓶中貯存和運輸(shū),使用時,液氯轉變成氯(lǜ)氣加入水中。

⑴氯瓶內壓力一般為0.6~0.8MPa,所以不能在太陽下曝(pù)曬或靠近(jìn)爐火或其他高溫熱源,以免(miǎn)氣(qì)化時壓力過高發生爆炸(zhà)。液氯和幹燥(zào)的氯氣(qì)對銅、鐵和鋼等金(jīn)屬沒有腐蝕性,但(dàn)遇水或受潮時,化學活性增強,能腐蝕大多數(shù)金屬。因(yīn)此貯氯鋼瓶必須保持0.05~0.1MPa的餘壓,不能全部用空,以免進水。

⑵液(yè)氯變成氯氣要吸收熱量,1kg液氯變成1kg氯氣約需要289kJ熱量(liàng)。在氣溫較低時,氯瓶從空氣中吸收的熱量有限,液氯氣化的數量受到限製時,需要對(duì)氯瓶進行(háng)加熱。但切不可用明火、蒸汽直接加熱氯瓶,也(yě)不宜使氯(lǜ)瓶溫度升高太多或太快(kuài),一般可使(shǐ)用15~25oC的溫水連續淋灑氯瓶的方法對氯瓶加溫。

⑶要經常用10%氨水檢查加氯機與氯(lǜ)瓶的連接處是否泄漏,如果發現加氯機的氯氣管出現(xiàn)堵塞現象,切不可用水衝洗,可以用鋼絲疏(shū)通,再用打氣筒或壓縮空氣(qì)將雜物吹掉。

⑷開啟前(qián)要檢查氯瓶的放置位置是否正確(què),一定(dìng)要(yào)保證出(chū)口朝上,即放出(chū)來的(de)是氯氣而不是液氯(lǜ)。開氯瓶總閥時,要先緩慢開(kāi)半圈,隨即用10%氨水檢查是否漏氣(qì),一切正常後再逐漸打開。如果(guǒ)閥門難以開啟,不能用榔頭敲擊,也不能長板手硬(yìng)扳,以防將閥杆擰斷。

使用次氯酸鈉消毒時的注意(yì)事(shì)項有哪些?

固態次氯(lǜ)酸鈉NaClO為白色粉末,具有刺(cì)激(jī)性氣(qì)味,在空氣中極不穩定,受熱(rè)後迅速分解。商品固態次氯酸鈉的有效氯一般為10%~12%,常用製備方法是液(yè)堿氯(lǜ)化法,即在30%以下的(de)氫氧化鈉溶液中(zhōng)通入氯氣進行反應。商品固態次氯酸鈉使用方便,但消(xiāo)毒效果比(bǐ)氯差,費用也(yě)高於(yú)氯消毒(dú)。

由(yóu)於次氯酸鈉(nà)容易因(yīn)陽光、溫度的(de)作用而分解,一般用次氯酸(suān)鈉發生器就地製備(bèi)後立即投(tóu)加。利用鈦陽極電解食鹽水(shuǐ)(沿(yán)海地區可用海水作為鹽溶液),得(dé)到的次氯酸鈉溶液是淡黃色透明液體,含有效氯6g/L~11g/L。一般每生產1kg有(yǒu)效氯,食鹽消耗量約3~4.5kg,耗電量5~10kWh,通常其消(xiāo)耗比使用漂白粉消毒還要低。

次氯酸鈉固體或溶液都不宜久存,而且必須在避光低溫環境下存放。電解生產次(cì)氯酸鈉溶液最好是使用多少,隨時生產多少。氣溫低於30oC時,每天損失有效氯0.1~0.15mg/L,如果(guǒ)氣(qì)溫超過30oC,每天損失有(yǒu)效氯可達0.3~0.7mg/L。因(yīn)此,如(rú)果為了具有一定儲備量以備用,一般夏(xià)天儲存時間不超過一天,冬天不超過7d。


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使用漂白粉消毒時的(de)注意事項(xiàng)有哪些?


漂白粉CaCl2∙Ca(OCl)2∙2H2O為白色粉末,有氯的氣味,含有效(xiào)氯20%~25%。漂白粉易吸潮,性質極(jí)不穩定,日光照射、受熱均能使其變質而降低有(yǒu)效氯成分。與有機物、易燃(rán)液體混合能發熱自(zì)燃,受高熱會發生爆炸。氯片(piàn)是用(yòng)漂粉精3Ca(OCl)2∙2Ca(OH)2∙2H2O加(jiā)工成的片劑,含(hán)有效氯60%~70%。氯片和(hé)漂粉精穩定性比漂白粉高,可以在常溫下儲存200d以上(shàng)不分解。兩者的消毒作用與氯相同,以有效氯計的加氯量(liàng)、接觸時間等參(cān)數(shù)可(kě)以參照液氯。

使用漂白粉作消毒劑,需配成溶(róng)液加注,而且一般需設混合池。每包50kg的漂白粉先加400~500kg水攪拌成10%~15%溶液,再加水調成1%~2%濃(nóng)度的溶液。混(hún)合池通常有隔板式與鼓風式兩種。用氯片消毒(dú)時,廢水流入特製(zhì)的氯片消毒器,浸潤溶解氯(lǜ)片,並與之混合,然(rán)後再進(jìn)接(jiē)觸池。



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二氧化氯的物化性質是怎樣的?


二氧化氯(ClO2)是一種黃綠(lǜ)色氣體,性(xìng)質極不穩定,與氯一樣的刺激性氣味,毒性比(bǐ)氯要大,相對密度為2.4。二氧化氯在常溫下即能壓縮成液體,並很容易揮發。二氧(yǎng)化氯很容易(yì)爆炸,溫度升高、暴露在光線下或與某些有機物接觸摩擦(cā),都(dōu)可能發生爆炸,而且液體二氧化(huà)氯比氣體二氧化氯更(gèng)易爆炸。在空氣中的體積濃度超過10%時或水(shuǐ)中二氧化氯(lǜ)濃度超過30%就會發生爆炸。二(èr)氧化氯易溶於水,在水中的溶(róng)解度是氯的5倍(bèi),但ClO2不和水起化學反應,在水中極易揮發(fā),在(zài)光線照射下(xià)容易(yì)發生光化學分解。貯存在敞開(kāi)容(róng)器中的ClO2水溶液,ClO2含量會下降很快。因此,二氧化氯(lǜ)不宜貯存,最好現場製取和使用。

市場上銷售的(de)商(shāng)品穩定二氧化氯溶液,多為無色或略帶黃綠色透明液體,二氧化氯含量一(yī)般在2%左右(yòu),而且要加入一定量的特製穩定劑(如(rú)碳(tàn)酸鈉、硼(péng)酸鈉(nà)及過氯化物的水溶液或二乙烯(xī)三胺五亞(yà)甲基(jī)膦酸等),但運輸和儲(chǔ)存時仍要注(zhù)意避開高溫和強光。因此,采用二氧化氯消毒(dú)時,最(zuì)好在現場邊生產(chǎn)邊使(shǐ)用。二氧化(huà)氯殺菌後生成無毒物質,對環境水體沒有汙染。


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使用二氧化氯時的注意事項有(yǒu)哪些?


⑴在水處(chù)理中,二氧(yǎng)化氯(lǜ)的投加量一般為0.1~1.5mg/L,具體投加量隨原水性質和投加用途而定。當僅作為(wéi)消毒劑時,投加(jiā)範圍是0.1~1.3mg/L;當兼用作除嗅劑時,投加範圍是0.6~1.3mg/L;當兼用作氧(yǎng)化劑(jì)去除鐵、錳和有機物(wù)時,投加範圍是1~1.5mg/L。

⑵二氧化氯是一種強氧化劑,其輸送和存儲都要使用防腐蝕、抗氧化的惰性材料,要避免與還原劑接觸,以免引起爆炸。

⑶采用現場製備二氧化氯的方法時,要防止二氧化(huà)氯在空氣中的積聚濃度過高而引起爆炸,一般要配備收集和中和二氧化氯(lǜ)製取過程中析出或泄漏(lòu)氣(qì)體的措施。

⑷在工作區和成品儲藏(cáng)室內,要有(yǒu)通風裝置和監測及警報裝置,門(mén)外配備防(fáng)護用品。

⑸穩定二氧化氯溶液本(běn)身(shēn)沒有毒性,活化後才能釋放出二氧化氯,因此活化時要控製好反應強度,以免產生的二氧化(huà)氯在空氣中的(de)積(jī)聚濃度過高而引起爆炸(zhà)。

⑹二氧化氯溶液要采用深(shēn)色塑料桶(tǒng)密閉包裝,儲存於陰涼通風處,避免(miǎn)陽(yáng)光直射和與空氣接觸,運輸時要注意避開高溫和(hé)強光環境,並(bìng)盡量平穩。



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二氧化氯的製備方法有哪些?


二氧化氯的(de)製備方法有很多種,在水處(chù)理行業中,一般用(yòng)氯、鹽酸或稀硫(liú)酸與亞氯酸鈉或(huò)氯(lǜ)酸鈉反應的辦法(fǎ)生產(chǎn),還有使用次氯酸鈉(nà)酸化後與(yǔ)亞氯酸鈉合成二氧化氯的。反應(yīng)式分(fèn)別如下:

2NaClO3+2NaCl+2H2SO4→2ClO2+Cl2+2Na2SO4+2H2O

Cl2+2NaClO2→2ClO2+2NaCl

5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O

10NaClO2+5H2SO4→8ClO2+5Na2SO4+4H2O+2HCl

NaClO+2HCl+2NaClO2→2ClO2+3NaCl+H2O

使用氯和亞氯酸鈉合成二氧(yǎng)化氯時,先調製pH﹤2.5的氯水溶液,再和一定量的10%亞氯酸鈉(nà)溶液一起進入反應室,在反應室中充分混合和反應,生成二氧化氯。理論上,每10g亞氯酸(suān)鈉(nà)加3.9g氯,可(kě)生成7.5g二氧化氯。為了防(fáng)止未起反應的亞(yà)氯酸鈉被帶入水中,通常要加入(rù)比理論值多的過量氯。

其他方法與上述方法的操(cāo)作基本類似,為保證反應過(guò)程的安全性,酸和氯酸鈉或次氯酸鈉都配成(chéng)水(shuǐ)溶液,也都是要(yào)加入過量的(de)酸,以提高氯酸鈉或次(cì)氯酸鈉的(de)轉化率。生成的ClO2溶液可按照(zhào)合適的投加量直接加到水中進行消毒。

國內市場上有許多使用電(diàn)解法生產二氧(yǎng)化氯的(de)設備,但實際上(shàng),這些設備製造的(de)所謂二氧(yǎng)化氯至多是二氧化氯和氯的複合物,不可能徹底解決氯類消(xiāo)毒劑會產(chǎn)生氯代烴的問題,而且已經有使用複合二氧化氯時發(fā)生爆炸的事例。


40

廢水處理中(zhōng)常用的氧化劑和還原(yuán)劑有哪些?


從理論上說,氧(yǎng)化還原電位不同的兩種(zhǒng)物質都可(kě)以相對地成為氧化劑或還原劑,但在(zài)廢水處理實踐中能夠使用的氧化(huà)劑或還原劑必須滿足以下要求:

①對廢水中希望(wàng)去除的汙染物(wù)質有良好的氧(yǎng)化或(huò)還原作用

②反應後生成的物質應當無害以避免二次汙染

③價(jià)格便(biàn)宜、來源可靠(kào)

④能在常溫下快速反應(yīng)、不需要加熱

⑤反應時所需的pH值最好在中性,不能太高或太低。

在廢水處理中(zhōng)常用的氧化(huà)劑有:

①在接受電子後還原(yuán)變成帶負電荷離子的中性原(yuán)子,如O2、Cl2、O3等;

②帶正電荷的原子,接受(shòu)電子後還原成帶負電荷的離子,比如在堿性條件下,漂白粉、次氯酸鈉等藥劑中的次氯酸根OCl-中的CL+和二氧化氯中的Cl4+接受電子還原成Cl-;

③帶高價正電荷的原子在接受電子後還原成帶低價正電荷的原子,例如(rú)三氯化鐵中的Fe3+和高錳酸鉀中的Mn7+在接(jiē)受電子後還原成Fe2+和Mn2+。

在(zài)廢水處理中常(cháng)用的(de)還原劑有:

①在給(gěi)出電(diàn)子後被氧化成帶(dài)正電荷的中性原子,例如鐵屑、鋅粉等;

②帶負電(diàn)荷的原子在給出電子後被氧化成帶正電荷的原子,例如硼(péng)氫化鈉中(zhōng)的硼(péng)元素為負5價,在堿性條件下可以(yǐ)將(jiāng)汞離子(zǐ)還原成金屬汞,同時自身被氧化成正三價。

③金屬或非金屬的帶正電的原子,在給出電子後被(bèi)氧化成帶有更高正電荷的原子。例如硫酸亞鐵、氯化亞鐵中的二價鐵離子Fe2+在給出(chū)一個電子後被氧化成三價鐵離子(zǐ)Fe3+;二氧化硫(liú)SO2和亞硫酸鹽SO32-中的四價硫在給出兩個電子後,被氧化成六價(jià)硫,形成SO42-。

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