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廢(fèi)水處理常用藥(yào)劑經典珍藏
  • 作者:    來源:湖南盛(shèng)匯環保設備工程有限公(gōng)司    時間:2017/5/16    點擊:4879

01

廢水處理中常用藥劑的種類有哪些(xiē)?

為了使廢水處理後達標排放或進行回用,在處理過程(chéng)需要使用多種化學藥劑。根據用(yòng)途的不同,可以將這些藥劑分成以下幾(jǐ)類:

⑴絮凝劑:有時又稱為混凝(níng)劑,可作為強化固液分離的手段,用(yòng)於初沉池、二(èr)沉池、浮(fú)選池及三級處理或(huò)深度處理等工藝環節。

⑵助凝劑:輔(fǔ)助絮凝(níng)劑發揮作用,加強混凝效果。

⑶調理劑:又稱為脫(tuō)水劑,用於對脫水前剩餘汙泥的調理,其品種包(bāo)括上述的部分絮凝劑和助凝劑。

⑷破乳劑:有時(shí)也稱脫穩劑,主要用於對(duì)含有乳化油的含油廢(fèi)水(shuǐ)氣浮前的預處理,其品(pǐn)種包括上述的部分絮凝劑和助凝劑。

⑸消泡劑(jì):主(zhǔ)要用於(yú)消除曝氣或攪拌過程(chéng)中出現的大量泡沫。

⑹pH調整劑:用於將酸性廢水和堿性廢水的pH值調(diào)整為中性。

⑺氧化還(hái)原劑:用於含有氧化性物質或還(hái)原性物質(zhì)的工業廢水的處理。

⑻消毒劑:用於在廢水處理後排放或回用(yòng)前的消毒處(chù)理。

以上藥劑的種(zhǒng)類(lèi)雖然很多(duō),但一種藥劑在不同的場合使(shǐ)用,起到的作用不同,也就會擁有不同的稱呼。比如說Cl2,應用在加強汙水的(de)混凝處理效果時被稱為助(zhù)凝劑,用於氧化廢水中的氰化物或有機物(wù)時被稱為氧化劑,用於消毒處理(lǐ)自然就被稱為消毒劑。


02

什麽是絮凝劑?其作用是什麽?


絮凝劑在汙水處理領域作為強(qiáng)化固液分離(lí)的手段,可用於強化汙水的初次沉澱、浮選處理及活(huó)性汙泥法之後的二次沉澱,還可用於汙(wū)水三級處理或深度處理。當用於剩餘汙泥脫水前的調理(lǐ)時,絮凝劑(jì)和助凝劑就變成(chéng)了汙泥調(diào)理劑或(huò)脫水劑。

在應用傳統的絮凝劑時,可以使用(yòng)投(tóu)加助凝劑的方法來加(jiā)強(qiáng)絮凝效果。例如把活化矽酸作為硫酸亞鐵、硫酸鋁(lǚ)等無機(jī)絮凝劑的助凝劑並(bìng)分前後順序投加,可以取得很好的絮(xù)凝作用。因此(cǐ),通俗地講,無機高分子絮凝劑IPF其實就是把助凝劑與(yǔ)絮凝劑(jì)結(jié)合在(zài)一起製備(bèi)然後合並投加來簡化用戶(hù)的操作。

混凝處理通(tōng)常置於固液分離設施前(qián),與分(fèn)離設施(shī)組(zǔ)合起來、有效地去除原水中的粒度為1nm~100μm的(de)懸浮物和膠體物質,降低出水濁度和CODCr,可用在汙水處(chù)理流程的預處理、深(shēn)度處理,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(wēi)生物、病原菌,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物(wù),利用混凝沉澱處(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)除磷方法。


03

絮(xù)凝劑(jì)的作(zuò)用機理是什麽?


水中膠體顆粒微小、表麵(miàn)水化和帶電使其具有穩定性,絮凝劑(jì)投加到水中後水解成帶電膠體與其周圍的離(lí)子組成雙電層結構(gòu)的膠團。采用(yòng)投藥後快速攪拌的方式,促進(jìn)水中膠體雜(zá)質顆粒與(yǔ)絮凝劑水解(jiě)成的膠團(tuán)的碰撞機會和次數。水中的雜質顆粒(lì)在絮凝(níng)劑的作用下首先失去穩定性,然後相互(hù)凝(níng)聚成(chéng)尺寸較大的顆粒(lì),再在分離設(shè)施中沉澱(diàn)下去或漂浮上來。

攪(jiǎo)拌產生的速度梯度(dù)G和攪拌時間T的乘積GT可以間接表示在整個反應時間(jiān)內顆(kē)粒碰撞的總次數(shù),通過改變GT值可以控製(zhì)混凝反應效果。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值作為表征混凝效果的控製參數,其(qí)中C表示汙(wū)水中雜質顆粒的(de)質量濃度,而且建議GTC值在100左(zuǒ)右。

促使絮凝劑迅(xùn)速向水中擴散,並與全部廢水(shuǐ)混合均勻的過程就是混(hún)合。水(shuǐ)中的雜質顆粒與絮凝劑作用,通過壓縮雙電層(céng)和電中和等機理,失去或降低穩定性,生成微絮粒的過程(chéng)稱為凝聚。凝聚生成微絮粒在架橋物質和(hé)水流的攪動下,通過吸附架橋和沉澱物網捕等機理成長為(wéi)大絮體的過程稱為絮凝。混合、凝聚和絮凝合起來稱為混(hún)凝,混合(hé)過程一般在混合池中完成,凝聚和絮凝在反應池中進行。


04

絮凝劑的種類有哪些?


絮凝劑是能夠降低或消除水中分散微粒的沉澱(diàn)穩定性和聚合(hé)穩定性,使分散微粒凝聚、絮凝成聚集體而除去(qù)的一類物(wù)質。按照化學成(chéng)分,絮凝劑可分(fèn)為無機絮(xù)凝劑、有機(jī)絮凝劑以及微生物絮凝(níng)劑三大類。

無機絮凝劑包括鋁鹽、鐵鹽及其聚合物。有機絮凝劑按(àn)照聚合單體帶電集團的電荷性(xìng)質,可分為陰離(lí)子型、陽離子(zǐ)型、非離子型、兩性型等幾種,按其來源又(yòu)可分為人工合成和天然高分子(zǐ)絮(xù)凝劑兩大類。在實際(jì)應用中,往往根據無機絮凝劑和有機絮凝(níng)劑性質的不同,把它們加以複合,製成無機有機複合型絮(xù)凝(níng)劑。微生物絮凝劑(jì)則是現代生物學與水處理技術相結合的產物,是當前絮(xù)凝劑研究發展和(hé)應用的一個重要(yào)方向。


05

無機絮凝劑的種類有哪(nǎ)些?


傳統應用的無機(jī)絮凝劑為低分子的鋁鹽和鐵鹽,鋁(lǚ)鹽主要有硫酸鋁(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(suān)亞鐵(FeSO4∙6H20)和硫酸鐵(Fe2(SO4)3∙2H20)。

一般來講,無機絮凝劑(jì)具有原料易得,製備簡便、價格(gé)便宜、處理效果適中等特點,因而在水處理中應用較多。


06

無機絮凝劑硫酸鋁的特點有哪些?


自19世紀末美國最先將硫酸鋁用於給(gěi)水處理並取得專利以來,硫酸鋁就以卓越的凝聚沉降性能而被廣泛應用。硫酸鋁是目前世(shì)界上使用最多的絮凝劑,全世界(jiè)年產硫酸鋁約500萬(wàn)噸,其中將近一半用於水(shuǐ)處理領域。市售硫酸鋁有固(gù)、液兩種形態,固態的又按其中不溶(róng)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(jiù)是硫酸鋁與硫酸鉀的複鹽,但在(zài)工業水(shuǐ)及廢水處理中應用不多。

硫酸鋁適用的pH值範(fàn)圍與原水的(de)硬度有關,處理軟水時,適宜(yí)pH值為5~6.6,處理中硬水時,適宜pH值為6.6~7.2,處理高(gāo)硬水,適宜pH值為7.2~7.8。硫酸鋁適用的水(shuǐ)溫範圍是20oC~40oC,低(dī)於10oC時混凝效果很差(chà)。硫酸鋁的腐(fǔ)蝕性(xìng)較小、使用方便,但水解反應慢,需要消耗一定的堿量(liàng)。


07

無機絮凝劑三氯(lǜ)化鐵的特點有(yǒu)哪些?


三(sān)氯(lǜ)化鐵是另一種常用的無機低分子凝聚劑,產品有固體的(de)黑褐色結晶體,也有較高濃度的液體(tǐ)。其具有易溶於(yú)水,礬花大而重,沉澱性能(néng)好,對(duì)溫度(dù)、水質及pH的(de)適應範圍寬等優點(diǎn)。三氯化(huà)鐵(tiě)的適(shì)用pH值範圍是9~11,形成的絮體密度大,容易沉澱,低溫或高濁度時效果仍很好。固體三氯化鐵具有強烈的吸水性,腐蝕性較強,易腐蝕設備(bèi),對溶解和投(tóu)加設備的防腐要求較高,具有刺激性氣味,操作條件較差。

三氯化鐵的作用機理是利用(yòng)三價鐵離子逐(zhú)級(jí)水解生成的各種羥基鐵離子來實現對水中雜(zá)質顆(kē)粒的絮凝,而羥基鐵離子的形成需要利用水中大量的羥基,因此使用過程中會消耗大量(liàng)的堿,當原(yuán)水(shuǐ)堿度不夠時,需要補充石灰等堿源。

硫酸亞鐵俗稱綠礬(fán),形成(chéng)絮凝體快而穩定,沉澱時間短,適用於堿度高、濁度大的情況,但色度不易除淨,腐蝕性也較強(qiáng)。


08

無(wú)機高分子絮凝劑的種類有哪些?


無機高分子(zǐ)絮凝劑(IPF)是從(cóng)60年代起發展起來的新型絮凝劑(jì),目前,IPF的生產和應用在全世(shì)界都取得了迅速進展。鋁、鐵和矽類的無機高分子絮凝劑實(shí)際上分別是它們由水解、溶膠到沉澱過程的(de)中(zhōng)間產物,即(jí)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(fù)電,它們在水溶態的單元分(fèn)子(zǐ)量約為數百到數千,可以相互結(jié)合成為具有分形結構的集聚(jù)體。它們的凝聚—絮凝過程是(shì)對水中顆粒物的電中和與粘附架橋(qiáo)兩種作用的綜合體現。水中懸(xuán)浮顆粒的粒度在納米到微米級,大多帶負電荷,因此絮凝(níng)劑及其形態的電荷正負、電性強弱(ruò)和(hé)分(fèn)子量、聚集體的(de)粒度大小是決定其絮凝效果的主要因素。目前無機(jī)高分子絮凝劑(jì)的種類(lèi)已有幾十種(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(wéi)聚合氯化鋁(lǚ)。


表8--1常用無機高分子絮凝劑(jì)的類別和品(pǐn)種


陽離子型

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

陰離子型

活(huó)化矽酸(AS),聚合矽酸(PS)



無機複合型

聚合氯化鋁鐵(PAFC),聚合(hé)硫酸鋁鐵(PAFS),聚合矽酸鋁(PASiC,PASiS),聚合(hé)矽(guī)酸(suān)鐵(PFSiC,PFSiS),聚合矽酸鋁鐵(PAFSi),聚合磷酸鋁(lǚ)鐵(PAFP),聚合磷酸氯化鋁(PAPCL),聚合氯化硫酸鋁(PASCL),聚合氯化硫酸鋁鐵(PAFSCL),聚合複合型鋁酸(suān)鈣,聚合矽酸硫酸鋁(lǚ)(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(jù)合鋁-陽離(lí)子(zǐ)有機高分子(PCAT),聚合鐵-陽離子有機高分子(PCFT),聚合鋁-甲殼素(PAPCh)

陽離子型

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

陰離子型

活化(huà)矽酸(AS),聚合矽酸(PS)



無機複合型

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

無機有機複合型

聚合鋁-聚丙烯酰(xiān)胺(PACM),聚合鐵-聚丙烯酰胺(PFCM),聚合(hé)鋁-陽離子有機(jī)高分子(PCAT),聚合鐵-陽(yáng)離子有機高(gāo)分子(PCFT),聚合鋁-甲殼素(PAPCh)

09

無(wú)機高分子絮凝劑的特點有哪些?


Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的(de)羥基和氧基聚合物都會進一步結合為聚集體,在一定條件(jiàn)下保持在水溶液中,其粒度(dù)大致在納米(mǐ)級範圍,以此發揮凝聚—絮凝作用會得到(dào)低(dī)投加量(liàng)高效果的結果。若比較它們的反應聚合速度,由Al→Fe→Si是趨於強烈的,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(hé)物的反應較緩和,形(xíng)態較穩定,鐵的水解聚合物則反應迅速,容易失去穩定而發生沉(chén)澱,矽聚合物則更趨於生成溶膠及凝膠顆粒。

IPF的優點反映在它比傳統(tǒng)絮凝(níng)劑如硫酸鋁、氯化鐵的效(xiào)能(néng)更優異,而比有機高分子絮(xù)凝(níng)劑(OPF)價(jià)格低廉。現在它(tā)成功地應用在給水、工業廢水以及城市汙水的各種處理流程,包括預處理、中間處理和深度處理中,逐漸成為主流絮凝劑。但是,在形態、聚合度及相應的凝聚—絮凝效果方麵,無機高分子絮凝劑仍處於傳統金屬鹽絮凝劑與有機高分子(zǐ)絮凝劑之間的位置。其分子量和粒度大小以及絮(xù)凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很多,而且還存在對進一步水解反應的不穩定性問題(tí)。IPF的這些弱點促進了各種複合型無機(jī)高分子絮凝劑的研(yán)究和開發。


10

聚合氯(lǜ)化鋁的特點(diǎn)有哪些?


聚合氯化鋁(PAC),又稱堿式氯(lǜ)化鋁,化(huà)學式為ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一種(zhǒng)多(duō)價(jià)電解質,能顯著地降低水中粘(zhān)土類(lèi)雜質(多帶負電(diàn)荷)的膠(jiāo)體電(diàn)荷(hé)。由於相對分子質量大,吸附能力(lì)強,形成的絮凝體較大,絮凝沉澱性能(néng)優於其他(tā)絮凝劑(jì)。PAC聚合度較高,投加後(hòu)快速(sù)攪拌,可以(yǐ)大大縮短絮凝體(tǐ)形成時(shí)間。PAC受水溫影響較(jiào)小,低水溫時使用效果也很好。它對(duì)水的pH值降低較少,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(de)投加量少,產泥量也少,且使用、管理、操作都較(jiào)方便,對設備、管道等腐蝕性也小。因此,PAC在水處理領域有逐步(bù)替代(dài)硫酸鋁的趨勢,其缺點是價(jià)格較高。

另外,從溶液化學的角度看,PAC是鋁鹽(yán)水解—聚合—沉澱反應過程的動力學中間產物,熱力學上是不穩定的,一般液(yè)體PAC產品均(jun1)應在半年內使用。添(tiān)加某些無(wú)機鹽(如(rú)CaCl2、MnCl2等)或高分子(如聚乙烯(xī)醇、聚丙烯酰胺等)可提高PAC的穩(wěn)定性,同時可增加凝聚能力。從生產工藝講,在PAC的(de)製造過程中引入一種或幾種不同的陰離子(zǐ)(如SO42-、PO43-等),利用增聚作(zuò)用可以在一定程度上改變聚合物的結構和形態分布,進而提高PAC的穩定性和功(gōng)效(xiào);如果在PAC的製造過程中引入其它陽(yáng)離(lí)子組分,如Fe3+,使Al3+和Fe3+交錯水(shuǐ)解聚合,可製得複合(hé)絮(xù)凝劑聚合鋁鐵。

三氧化二(èr)鋁含量是聚合氯化鋁有(yǒu)效成分的衡量指標,一般而言,絮凝劑(jì)產品密度越大,三氧(yǎng)化二鋁含量越高。一般來說,堿化度越(yuè)高的聚合氯化鋁吸附架橋(qiáo)能力越好(hǎo),但因接(jiē)近[Al(OH)3]n而易產生沉澱(diàn),因此穩定性也較差。


11

PAC的堿化度是什(shí)麽?


由於聚合氯化鋁可以看(kàn)作(zuò)是AlCl3逐(zhú)步水解轉化為Al(OH)3過程中的中間產物,也就是Cl-逐步被(bèi)羥(qiǎng)基OH-取代(dài)的各種產物。聚合氯化鋁的(de)某種形態中羥基化程度就是堿(jiǎn)化度,堿化度是聚合氯化鋁中羥基當量與鋁的當量之(zhī)比。

實踐表明,堿(jiǎn)化度(dù)是聚合氯(lǜ)化鋁的最重要指(zhǐ)標之一,聚合氯化鋁的聚合度、電荷量、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(dōu)與(yǔ)堿化度有密切關係。常用(yòng)聚合氯化鋁的堿化度多為50%~80%。


12

複合絮(xù)凝劑的特點(diǎn)和使用的注意(yì)事項有哪些?


複合絮凝劑有各種成分(fèn),其主(zhǔ)要原料是鋁鹽、鐵鹽和矽酸(suān)鹽。從製造工藝方麵講,它們可以預先(xiān)分別羥基化聚合再加以混合,也(yě)可以先混合再加以羥基化聚合,但最終總(zǒng)是要形成(chéng)羥(qiǎng)基(jī)化的更(gèng)高聚合度的無機高分子形態,才能達到優異的絮(xù)凝效果。複合劑中每種組分在(zài)總體結構和凝聚—絮凝過程中都會發揮(huī)一(yī)定作用,但在不同的方(fāng)麵,可能有正效(xiào)應,也可能有負效(xiào)應。

IPF產品通常要綜合考慮穩定性、電(diàn)中(zhōng)和能力和吸附(fù)架橋能力三種因素。聚合鋁、聚合鐵類(lèi)絮凝劑的弱點是分子量和粒度尚不夠高而聚集體的粘附架橋能力不夠強,因而(ér)需要加入粒度較大的矽聚合物來增強絮凝性能(néng)。但加入陰離(lí)子型的(de)矽(guī)聚合物後,總體電荷會有所降低,從(cóng)而減弱了電中和(hé)能力。

因此(cǐ),目前的複合絮(xù)凝劑即使製造質量優良,與(yǔ)聚合鋁相比,其效果隻能(néng)提高10~30%。作為使用IPF的廢水處理技(jì)術人員(yuán),必須了解(jiě)不同種類複合(hé)絮凝(níng)劑(jì)的(de)特性、適應性、優(yōu)點及不(bú)足是同樣重要的。在選用最合適的絮凝劑和投加工藝(yì)操作程序時,隻有根據(jù)廢水水質特(tè)點,仔細分析和判斷,才能獲得最佳的處理效果。


13

人工合成有機高分子絮凝劑(jì)的種類有哪些?


人工合成有機高(gāo)分子絮凝劑多為聚丙烯、聚乙(yǐ)烯物質,如聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺等。這些絮凝劑都是水溶性的線型高(gāo)分子物質,每個大分子由許多包含帶電(diàn)基團的重複單元組成,因(yīn)而也稱為聚電解(jiě)質。包(bāo)含帶正電基團(tuán)的為(wéi)陽離子型聚電解質,包含帶負電基團的為陰離子型聚電(diàn)解質,既包含帶(dài)正電基(jī)團又包含帶負(fù)電基團,稱之為非離子型聚電解質。

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

我國當前使用較多的是聚丙烯酰胺類(lèi)非離子型(xíng)高聚(jù)物,常(cháng)與(yǔ)鐵、鋁鹽合用。利用鐵、鋁鹽(yán)對膠(jiāo)體微(wēi)粒的電性中和作用和高分子絮凝劑優異的絮凝功能,從而得到滿意的處理效果。聚丙烯酰胺在使用中具(jù)有(yǒu)投量少,凝聚速度快,絮凝體粒大(dà)強韌的特點。我國目前生產的人工合成有機高分子絮凝劑中80%是這種產品(pǐn)。


14

聚丙烯酰胺類絮凝劑的特點有哪些?


聚丙烯酰(xiān)胺PAM是一種目前應用最廣泛的人工合成有機高分子絮(xù)凝劑(jì),有時也被用作助凝劑。聚丙烯酰胺的生產原料是聚丙烯腈(jīng)CH2=CHCN,在一定條件下,丙烯腈水解生成丙烯(xī)酰胺,丙烯酰胺再通(tōng)過懸浮聚合(hé)得到聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺屬於水溶性樹脂,產品(pǐn)有粒狀固體和(hé)一定濃度的粘(zhān)稠水溶液兩種。

聚丙烯酰胺在(zài)水的實際存在形態是無規線團,由於無規線團具有一(yī)定的粒(lì)徑尺寸,其表麵又有一些酰胺(àn)基團,因此能(néng)夠起到相應的架橋和吸附能力,即具有一定的絮凝能力。但由於聚丙烯酰胺長鏈卷(juàn)曲成線團,使其架(jià)橋(qiáo)範圍較小,兩個酰胺基締(dì)結後,相當於作用相互抵消而喪失兩個吸附位,再(zài)加上部分酰胺基卷藏在(zài)線團(tuán)結構的內部,不能與水(shuǐ)中的雜質顆粒相接觸和吸附,所以其擁有的吸附能力(lì)不能充分發揮。

為了使締結在一起的酰胺基再次分(fèn)開(kāi)、內藏的酰胺基也能暴露在外表,人(rén)們設法將無規線團適當延伸展開,甚至設法在長(zhǎng)分子鏈上(shàng)增加一些帶有陽離子或陰離子的基團,同時提高(gāo)吸附架橋能力和電中和壓縮雙電層的作用。這(zhè)樣(yàng)一來,在PAM的基礎上又(yòu)衍生出一係列性質(zhì)各異的聚丙烯酰胺類絮凝劑或助凝劑。

比如說在聚丙烯酰胺溶液中(zhōng)加堿,使部分鏈節上的酰(xiān)胺基轉化為羧(suō)酸鈉,而羧酸鈉在水中(zhōng)容易離解出鈉離子,使COO-基保留在支鏈上,因此生成部分水解的陰離子型聚丙烯酰胺(àn)。陰離子型聚丙烯酰胺分子結構(gòu)上的COO-基(jī)使分子鏈帶有負電荷,彼此相斥(chì)將原來締結(jié)在(zài)一起的酰胺基拉開,促使分(fèn)子(zǐ)鏈由線團狀逐漸伸展成長鏈狀,從而使架橋範圍擴大、提高絮凝能力,作(zuò)為(wéi)助凝劑其優勢表(biǎo)現得更為出色。

陰離子型聚丙烯酰胺的使(shǐ)用效果與其“水解度”有關,“水解度”過小會導致混(hún)凝或助凝效果較差,“水解度”過大會增(zēng)加製作成本。


15

什麽是陰(yīn)離子型聚丙烯(xī)酰胺的水解度?


陰離子型聚(jù)丙烯酰胺“水解度”是(shì)水解時PAM分子中酰胺基轉(zhuǎn)化成羧基的百分比(bǐ),但由於羧(suō)基數測定很困難,實際應用中常(cháng)用“水解比”即水解時氫氧化鈉用量(liàng)與PAM用量的重量比(bǐ)來衡量。

水解(jiě)比過大,加堿費用較高,水解(jiě)比過小(xiǎo),又會使反應不足(zú)、陰離子型聚丙烯酰(xiān)胺的混凝或助凝效果(guǒ)較(jiào)差(chà)。一般將水解比控製在20%左右(yòu),水解時間控製在(zài)2~4h。


016

影響絮凝劑使用的因素有哪些?


⑴水的pH值(zhí)

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(xù)凝劑的種類、投加(jiā)量和混凝沉澱效(xiào)果。水中的H+和OH-參(cān)與絮凝劑的水解反應,因此,pH值(zhí)強烈影響(xiǎng)絮凝劑的水解速度、水解產物的存在形態和性(xìng)能。以通過生成Al(OH)3帶電(diàn)膠體實現混凝作用的鋁(lǚ)鹽為(wéi)例,當pH值﹤4時,Al3+不能大量水解成Al(OH)3,主(zhǔ)要以Al3+離(lí)子的形式(shì)存在,混凝效果極差。pH值在6.5~7.5之間時,Al3+水(shuǐ)解聚合成聚合度很大的Al(OH)3中性膠體,混凝效果較好。pH值﹥8後,Al3+水解成AlO2-,混凝效果又變得很差。

水的堿度對pH值有緩衝作(zuò)用,當堿度不夠時,應添加石灰等(děng)藥劑予以補充(chōng)。當水的pH值偏高(gāo)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值的影響較小。

⑵水溫

水溫影響絮凝劑的水解速度和礬花形成的速度(dù)及(jí)結構。混凝的(de)水解多是吸熱反應,水溫較低時(shí),水(shuǐ)解(jiě)速度慢且不完全。低溫情況下,水的粘度大,布朗(lǎng)運動減弱,絮凝劑膠體顆粒與水中雜質顆粒的碰撞次數減少,同時水的剪切力增大(dà),阻礙混凝絮體的相互粘合;因此,盡管增加了絮凝劑的投加(jiā)量,絮體的形成還是很緩慢,而且結構鬆(sōng)散、顆粒細小,難以去除。低溫對高分子絮凝劑的影響較小。但要注意的是(shì),使用有機(jī)高分子絮(xù)凝劑時,水溫不能過高,高溫容易使有機高分子絮凝劑老化甚(shèn)至分解(jiě)生成不溶性物質,從而降低混凝效果。

⑶水中雜質成(chéng)分

水中雜質顆粒大小參差不齊對混凝有利(lì),細小而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利,此時回流沉澱物或投加助凝劑可提高混凝效果。水中(zhōng)雜質顆粒含有大量有機物時,混(hún)凝(níng)效果會變差,需要增加投藥(yào)量或投加氧化(huà)劑等起助凝作用的藥劑(jì)。水中的鈣鎂離子、硫化物、磷化物一般對混凝有利,而某些陰離(lí)子、表麵活性物質對混凝有不利影響。

⑷絮凝劑種類

絮凝劑的選擇主要取決於水中膠體(tǐ)和懸浮(fú)物的性質及濃度。如果水中汙染物主要呈膠體狀態,則(zé)應首選無機絮凝(níng)劑使其脫穩凝聚,如果絮(xù)體(tǐ)細小,則(zé)需(xū)要投加高分子絮凝劑或配合使用活化矽膠等助凝(níng)劑。很多情況下,將(jiāng)無機絮凝劑與高分子絮凝劑聯合使用(yòng),可(kě)明顯提高混凝效果,擴大應用範圍。對於高分子而言,鏈狀分子上所帶電荷量越大,電荷密度(dù)越高,鏈越能充分伸展,吸附架橋的作用範圍也就越大,混凝效果會越好。

⑸絮凝劑投加量

使用混凝法處理(lǐ)任何廢(fèi)水,都存在最佳(jiā)絮凝劑和最佳投藥量,通常(cháng)都要通過試驗確定,投加量過大可能(néng)造成膠體的再穩定。一般普通(tōng)鐵鹽、鋁鹽的投加(jiā)範圍是10~100mg/L,聚合鹽為普通鹽投加(jiā)量的1/2~1/3,有機(jī)高分子絮凝劑的投加範(fàn)圍是1~5mg/L。

⑹絮凝(níng)劑投加(jiā)順序

當使用多種絮凝(níng)劑時,需要通過試驗確定最(zuì)佳投加順序。一般來說,當無機絮凝劑與有機絮凝劑並用時,應先投加無機絮凝劑,再投加有機(jī)絮凝劑。而處理雜質顆粒尺寸在50μm以上時,常先投加有機絮凝劑吸附架橋,再投加無機絮(xù)凝劑壓縮雙電層使膠體脫穩。

⑺水力條件

在混合階段,要求絮凝劑與水迅速均勻地混合,而(ér)到(dào)了反應階(jiē)段,既(jì)要(yào)創造足(zú)夠的碰撞(zhuàng)機會和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長機會,又(yòu)要防止已生成(chéng)的小絮體被打碎,因此攪拌強度要逐步減小,反應時間要足夠長。


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天然有機高分子絮凝(níng)劑的種類有哪(nǎ)些?


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

與人工合成的絮凝劑相比,天然有機(jī)高分子絮凝劑的毒性小,提取工(gōng)藝簡單(dān),無論是化學成分還是(shì)生產工藝(yì),都能很好(hǎo)地與自然和諧一致,因此(cǐ)研究、利用這些自然資源用作水處理藥劑成為當前(qián)的熱點,這與全球重視合理利用資源,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種類很多,按照其主要天然(rán)成分(包括改性所用(yòng)的基質成分),可以分為:殼聚糖類絮凝劑、改性澱粉絮凝劑、改性纖維素絮凝劑、木(mù)質素類絮凝劑、樹膠類絮凝劑、褐藻膠絮凝劑、動物膠和(hé)明膠絮凝劑等。這些天(tiān)然(rán)高分子多數具有多糖結構,其中澱粉主鏈(liàn)中僅含有一種單糖結構,屬於(yú)同(tóng)多糖;殼聚糖、樹膠、褐藻膠等含有多種單糖結構,屬於雜多糖;木質素是一種特殊的芳香型天(tiān)然高聚物;動物膠和明膠屬於蛋(dàn)白質(zhì)類物質(zhì)。


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使用高分子有機絮凝劑時,應注意哪些事項?


有機高分(fèn)子絮凝劑屬於線團結構的長鏈大分子,在水中(zhōng)必然經曆一個溶(róng)漲過程,固體產品或(huò)高濃度液(yè)體(tǐ)產品在使用之前必須配製成水溶液(yè)再投(tóu)加到待處理水中(zhōng)。配製(zhì)水溶液的溶藥池必須安裝機械攪拌設備,溶藥連續攪拌時間(jiān)要控(kòng)製在30min以上。水溶(róng)液的(de)濃度一般為0.1%左右,再高,溶液的粘(zhān)度增大,投加困難,再低,需(xū)要的溶液池體積又(yòu)會過大。溶藥使用的(de)水中(zhōng)應盡量避免含有大量的懸浮物,以避免有機高分子絮凝劑與這些懸浮物進行絮凝反應形成(chéng)礬花,影響投(tóu)加後的使用效果。

對固體有機高分子絮凝劑進行溶解時(shí),固體顆粒的投加點一定(dìng)要在水(shuǐ)流紊動最強烈的(de)地方,同時一定要以(yǐ)最小投加量向溶藥池中緩慢投入,使固體顆粒分散進入水(shuǐ)中,以防固體投加量太快(kuài)在水中分散不及而相互粘結形成團(tuán)塊,團塊(kuài)的(de)結構是內部有(yǒu)固體顆粒、外部包圍部分(fèn)水解物,這樣的團塊一旦形成,往往要花費很長時間才能(néng)再(zài)均勻地溶入水(shuǐ)中(zhōng),在連續溶藥池中甚至可以存在長達數天。

固體顆粒的投加點一定要遠離機械攪拌器(qì)的攪(jiǎo)拌軸,因為攪拌軸通常(cháng)是溶藥池中水流紊動性(xìng)最差的地方,溶解不(bú)充分的有機高分子絮凝劑(jì)經常(cháng)會附著在軸上,日益積累,有時可以形成相當大的粘團,如果不及時認真地(dì)予以清理,粘(zhān)團會越變越大,影響(xiǎng)範圍也就(jiù)越來越大。

作為助凝劑時,一(yī)般要先(xiān)在處理水中投加無機絮凝劑進行壓縮雙(shuāng)電層脫穩後,再投加有機高分子絮凝(níng)劑實現架橋作用。在無機絮凝劑投加充足的條件下,有機高(gāo)分子絮凝劑的助凝效(xiào)果不會因投加量的差異而有較大差別。因此,作為助凝劑時,有機高分子絮凝(níng)劑的(de)投加量一般為0.1mg/L。

固體有機高分子絮凝劑容易吸水潮解成塊,必須使用防水包裝,保存地點也必須幹(gàn)燥,避免露天存放。


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微(wēi)生(shēng)物絮凝劑的種類有哪些?


微生物絮凝劑與傳(chuán)統無機或有機絮凝劑有顯著不同,它們或是直接利(lì)用微生(shēng)物細(xì)胞,或(huò)是利用微生物細胞壁提取物、代謝產物等。前(qián)者是微生物絮凝劑研究的主要方麵,至今發(fā)現的具有絮凝性能微生物有(yǒu)17種以上,包括黴菌、細菌、放線菌和酵母,後者與(yǔ)有機絮凝劑為同類物質。微生物絮凝劑(jì)具有傳統無機或有機(jī)絮凝劑所不能比擬的許多優點,如(rú)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(xiǎng),內在因素包括絮凝基(jī)因的遺傳和表達,外在因素則有微生物培養基的組成、細胞表麵疏水性的變化、環境中(zhōng)二價金屬離(lí)子的存在等。目前,國外已有性能(néng)良好的微生物絮凝劑商(shāng)品,如日本生產的NOC--1。微生物絮凝劑從研究(jiū)到生產的關鍵問題(tí)是發展成(chéng)熟的微生物育種技術(shù),同時努力降低(dī)生產(chǎn)成本。我國的微生物絮凝劑研製正朝著這(zhè)一方向邁進,但是離(lí)工業化生產還有一定(dìng)距離。


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如何確定(dìng)使(shǐ)用絮凝劑的種類和投(tóu)加劑量(liàng)?


絮凝劑的選擇和用量應根據相似條件下的水廠運行經驗或原水混凝沉澱試驗結果,結合當地(dì)藥劑供應(yīng)情況,通過技術經濟比較後確定。選(xuǎn)用(yòng)的原則是價格便宜、易得,淨水(shuǐ)效果好,使用方便(biàn),生成的絮凝體密實、沉澱快(kuài)、容易與水分離等。

混凝(níng)的目的在於生成較大的(de)絮凝體,由於影響因素較多,一般通過混凝燒杯(bēi)攪拌試驗來取得相(xiàng)應數據。混凝(níng)試驗在燒杯(bēi)中(zhōng)進行,包(bāo)括快速攪拌、慢速攪拌和靜止沉降三個(gè)步驟。投入的絮凝劑經過快速攪拌迅(xùn)速分散並與水樣中的膠粒(lì)相接觸,膠粒開始凝聚並產生微絮體;通過慢速攪拌,微絮(xù)體進一步互相接觸長成較大的顆粒;停止攪拌後,形成的膠粒聚集體依靠重力自然沉降至燒杯底部。通過對混凝效果的綜合評價(jià),如絮凝體沉降性、上清液濁度、色度、pH值、耗氧量等,確定合適的絮凝劑品種及其最佳(jiā)用量。

試驗用六聯(lián)攪拌機,它(tā)有六(liù)個可垂直移動的轉軸,其底部位置處帶有攪(jiǎo)拌葉片,葉片(piàn)尺寸6cm×2cm。轉軸(zhóu)的旋(xuán)轉速度和旋轉時間可以預先設定,能自動工作。一般(bān)試驗按快速攪動2min,n=300r/min;慢(màn)速攪動3min,n=60r/min。試驗時在6個1000mL大燒杯中加入1L原水後,分別放在六個轉軸的正(zhèng)下方,將轉軸下移到底;再在連接在一水平轉軸上的6個小玻璃燒杯內,依次加入(rù)不(bú)同數量的藥液,轉動水平軸,則小管內的藥液同時倒入(rù)相應的原(yuán)水中。然後啟動攪拌器使其自動工作。

攪動自動停止後,將葉片從(cóng)燒杯中緩慢(màn)拉起,靜置20min,用移液管自水麵下約10cm處,吸取水樣25ml,用濁度計測量上清液(yè)的濁度。以投藥量為橫坐(zuò)標,上清液的剩餘濁度為縱坐(zuò)標,繪製成曲線將不同絮凝劑的效果進(jìn)行對(duì)比,根據除濁效(xiào)果和綜合技術經濟多方(fāng)麵因素,選擇確定處理這種廢水(shuǐ)的絮凝劑。

燒杯攪(jiǎo)拌試驗(yàn)方法可分(fèn)單因素試驗和多因素試驗兩種。試驗時要做到所用原水與實際(jì)水質完全相同,同時在(zài)根據水的pH值、雜(zá)質性質(zhì)等因素考慮確定(dìng)絮(xù)凝劑(jì)的種類、投加量、投加順序,而且試驗應該是實際過程的模擬,兩者的水力條(tiáo)件(主要是GT值)必須相(xiàng)同或(huò)接近。


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什麽是助凝劑?其作用是什麽?


在廢水的混凝處理中,有時使用單一的絮凝劑不能(néng)取得良好的混凝效果(guǒ),往往需要投加某些輔助(zhù)藥劑以提高混凝效果,這種輔助藥劑稱(chēng)為助凝劑。常用助凝劑有氯、石灰、活(huó)化矽酸、骨膠和海(hǎi)藻酸鈉、活性炭和各(gè)種(zhǒng)粘土(tǔ)等。

有的助凝劑本身不起混(hún)凝作用,而是通過調節(jiē)和改善混凝條件、起到輔助絮凝劑產生混凝效果的作用。有的助凝(níng)劑(jì)則參與絮體的生成,改善絮凝體的結構(gòu),可以使無(wú)機絮凝劑產生的細小鬆散的絮凝體變成粗大而緊密的礬花。



22

常用助凝劑的種類有哪些?


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

⑴調節或改善混凝條件的藥劑

混凝過程應(yīng)該在一定的pH值範圍(wéi)內進行,如果原水pH值不能滿足此要求(qiú),則應調整原水的pH值,這類助凝劑包括酸和堿。原水pH值較(jiào)低、堿度不足而使絮凝劑水解困難時,可(kě)以投加CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3等堿性物(wù)質(常用的為石灰);而(ér)PH值較(jiào)高時,則常用硫酸(suān)或CO2來降低原水的pH值。

對溶解性(xìng)有機物含(hán)量(liàng)較大的廢水,可用(yòng)Cl2等氧化劑來破壞(huài)有機物,提高(gāo)對溶解性有機物的去除效果。另外亞鐵鹽作絮凝(níng)劑時,可用氯氣將亞(yà)鐵(Fe2+)氧化成高價鐵(Fe3+),以提高混凝效果。

以上堿劑(jì)、硫酸和CO2、氯氣等本身並不起凝聚作用,隻起(qǐ)輔助混凝的作用。

⑵加大(dà)礬(fán)花粒度、密度和結實性的助(zhù)凝劑

混凝的結果要求生成粒(lì)度大、密度大和結實的礬花,既有利於(yú)沉澱,又(yòu)不易破碎。為獲得此種結果,結(jié)合水質的特點,有時必(bì)須在水中加入某種物質(zhì)或藥劑。如含有不宜沉降的質地較輕雜質的低濁廢水中,加入二氧(yǎng)化矽、活性炭、粘土一類(lèi)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(cǎi)用鋁鹽、鐵鹽作絮凝劑隻能(néng)產生細小而鬆散的絮凝體時(shí),可投加聚丙烯酰胺、活化矽酸及骨膠等高(gāo)分子助凝劑,利用它們的強烈吸附架橋作用,使細小而鬆散的絮(xù)凝體變得粗大而密實。


23

絮凝(níng)劑、助凝劑在強化廢水(shuǐ)處(chù)理中的應用有哪些?


廢水處(chù)理中投加絮凝劑可(kě)加速廢(fèi)水中固體顆粒(lì)物(wù)的聚集和沉降,同時也(yě)能去除部分溶解性有機物。這種方法具有投(tóu)資少,操作簡單,靈活等優點,特別適合(hé)於處理水量小,懸浮雜質含量較大的廢水。采用無機絮凝劑時,因為投藥量大,產生的汙泥量也大,所以實際應用中(zhōng)主要采用人工合成有機(jī)高分子絮凝劑OPF,或采用無機絮凝劑與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聚丙烯酰胺去除廢水中(zhōng)的懸浮(fú)雜(zá)質,而使用非離子型聚丙烯酰胺(PAM)時的效果不好。經驗表明,在初級沉澱池中(zhōng)投加1mg/L水解聚丙烯酰胺,可去除進場廢水中50%以上的懸浮粒子(zǐ)及(jí)40%以上的BOD5。

在(zài)廢水的初級沉澱處(chù)理中(zhōng),將有機高分子(zǐ)聚電解質與無機絮凝劑的混合使用,要比它們各自單獨使用效果更好(hǎo)。由於進場廢水中懸浮(fú)粒(lì)子的濃度、粒(lì)徑分布及種類等隨時(shí)會發生變化,就使(shǐ)得絮凝劑的最佳劑(jì)量有時難以控製。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,但其缺點也是很突出的,一是作(zuò)用(yòng)時間比較長(15~30min),再是形成(chéng)的絮體易(yì)破碎。如果在投加無機絮凝(níng)劑的同時(shí),再加入一定量的有機高分子聚電解質,可(kě)使絮凝時間減(jiǎn)少(shǎo)到2~5min,而且形成的絮體也比較結(jié)實。

在用沉澱法去除水中帶色有機膠體雜質時,可使(shǐ)用雙電解(jiě)質係統。先用帶有高正電荷的陽離子(zǐ)型(xíng)聚電解質使這些有機膠體脫穩,然後再用大分子量非(fēi)離子型或陰離子型聚電解(jiě)質使已脫穩的有機膠體絮凝成(chéng)易沉澱的絮體。

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

另外,混凝處理還可以去除廢水中的磷酸鹽和重金屬(shǔ)離子。長期以來,人們一直采用投加金屬鹽類無機絮凝(níng)劑的方法來去除廢水中的部分磷酸鹽。但實驗證明,在保證磷酸根的去除(chú)率沒有降(jiàng)低的前提(tí)下,用陽離子聚合物(wù)代替無機絮凝劑(jì)可(kě)以取得(dé)同(tóng)樣的除磷效果(guǒ),這說明(míng)聚合物參(cān)與了對陰離子磷(lín)酸根的吸附。例如某廢水處理場在混凝處理(lǐ)工藝中(zhōng),用12mg/L硫酸鐵和3mg/L高電荷密度的(de)陽離子(zǐ)聚合物,以及0.2mg/L高分(fèn)子量的陰離子聚合物複合,代替原來23mg/L的硫酸鐵,在(zài)磷(lín)的去除率不變的情況下,使出水BOD5去(qù)除率從30%上升到了55%。同時,采(cǎi)用混凝處(chù)理(lǐ)後,可以(yǐ)使活性汙(wū)泥階段產生的汙泥中無機物成(chéng)分減少,提高活性汙泥的生物降(jiàng)解功能。

廢水處理中使用的過濾、浮(fú)選等處理工藝中,通過使用無機絮凝(níng)劑和聚電(diàn)解質助凝劑,可以(yǐ)提高出水水質。結合廢水水(shuǐ)質特點,絮凝(níng)劑可以單獨使用,也可以多種絮凝劑複合使用或一主(zhǔ)一輔複配使用(輔者作為助凝劑)。絮凝劑的選擇可以(yǐ)通過燒杯靜(jìng)態試驗初步篩選,再(zài)在生產裝置上驗證確定。


24

常用汙泥調理劑的種類有哪些(xiē)?


調理劑又稱脫水劑,可分為無機調理劑和有機調理劑兩大類。無機調理劑(jì)一(yī)般適用於汙泥的真空過濾和板框過(guò)濾,而有機調理劑則適用於汙泥的離心脫水和帶式壓濾脫水。

⑴無機調理劑

最(zuì)有效、最(zuì)便宜(yí)也是最(zuì)常用的無機調理劑主(zhǔ)要有鐵鹽和鋁鹽(yán)兩大類。鐵鹽調理劑主要包括氯化鐵(FeCl3∙6H2O)、硫酸鐵(Fe2(SO4)3∙4H2O)、硫酸亞鐵(FeSO4∙7H2O)以及聚合硫酸鐵(tiě)(PFS)([Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m)等,鋁鹽調理劑主要有硫酸鋁(Al2(SO4)3∙18H2O)、三(sān)氯化鋁(lǚ)(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,可以大大加速汙泥的(de)濃縮過程(chéng),改善(shàn)過(guò)濾脫水效果。而且鐵鹽和石灰聯用可以進一(yī)步提高調理效果。投加無(wú)機調理劑的缺點一(yī)是用量較大,一般來說,投加量要達到汙泥幹固體重量的5%~20%,從(cóng)而(ér)導致濾餅體積增大;二是無機調理劑本身具有腐蝕性(尤其是鐵鹽),投加係統要具有防腐性能。應當注意的是,采用氯化鐵作為(wéi)調理(lǐ)劑時,會增加對脫水汙泥處理設備金屬構件的腐蝕性,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有機調理劑

有機合成高分子調理劑種類很多,按聚合度可分為低聚合度(分子量約為(wéi)1千~幾萬)和高(gāo)聚合(hé)度(dù)(分子量約為幾十萬~幾百萬)兩種;按(àn)離子型分為陽離子(zǐ)型、陰離子型(xíng)、非離子型、陰陽離子型(xíng)等。與無機調理劑相比,有機調理劑投加量較少,一般(bān)為汙泥幹固體重(chóng)量(liàng)的0.1%~0.5%,而(ér)且沒有腐蝕性。

用於汙泥調理的有機調理劑主要是高(gāo)聚合度的聚丙烯酰胺係列的絮凝劑產(chǎn)品,主要有陽離子型聚丙烯酰胺、陰(yīn)離子型聚丙烯酰胺和非離子型聚丙烯酰胺三類。其(qí)中陽離子型聚丙(bǐng)烯酰胺能中和汙泥顆粒表麵的負電荷(hé)並在顆粒間(jiān)產生架橋作用而顯示出較強的(de)凝聚力,調理(lǐ)效果顯著,但費用較高(gāo)。為(wéi)降(jiàng)低成本,可以使用較便宜的(de)陰離子型(xíng)聚丙烯酰胺-石灰聯用法,利用帶有正電荷的Ca(OH)2絮體(tǐ)物將帶負電的絮凝劑和汙泥顆粒吸附在一起,形(xíng)成(chéng)一種複合的凝聚體係。


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選(xuǎn)擇(zé)使用汙泥調理劑應考慮的因素有(yǒu)哪些?


⑴調理劑的品種特點

就常用(yòng)的鋁鹽和(hé)鐵鹽無機(jī)調理劑而言,使用鋁(lǚ)鹽時的(de)藥劑投(tóu)加量較大,所形成的絮體密度較小,調理效果較差,在脫水過(guò)程中會堵塞濾布。因此,在選用無機(jī)調理劑(jì)時,盡可能采用鐵鹽;當使用鐵鹽會帶來許多問題時,再考慮采用鋁鹽(yán)。無機調理(lǐ)劑與(yǔ)有機調理劑相比,藥劑投加量較大(dà),形成的絮體顆粒細小,但(dàn)絮(xù)體強度較高。因此在利(lì)用真空過濾機和板框壓濾機使汙(wū)泥脫水時,可以考慮(lǜ)采用無機調理劑。與無機調理劑相比,有機調理劑藥劑投加量較小,形(xíng)成的絮體粗大(dà),但絮體強度較低,比無機調理劑形成的絮體(tǐ)更容易破碎。而且一旦絮體被破壞,不論采用無(wú)機調理劑還是有機調理劑,都不易恢複到(dào)原來的狀(zhuàng)態。因此在利用離心脫水機和帶式壓濾機使汙泥脫水時,可以(yǐ)考慮采用有機調理劑。在采用無機調理劑或有機調理劑中的一種難以達到理想的調理(lǐ)效果時,可以考慮將無(wú)機和有機調理劑複配使用,有時能(néng)取得更好的調理(lǐ)效果。比如石(shí)灰和三氯化鐵聯合使用(yòng),不但能起到調節pH值的作用,而且石(shí)灰和汙(wū)水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,促進泥水分離。

⑵汙泥性質

不同性質的汙泥,選用調理劑的種類和投加量也有很大差異。對有(yǒu)機物含量高的汙泥,較為有效的調理劑是陽離子型有機高分子(zǐ)調理劑,而且有機物含量越高,越(yuè)適宜選用聚合度越高的陽離子型有(yǒu)機高分子調理劑。而對以無機物為主的汙泥,則可(kě)以考慮采用陰(yīn)離子型(xíng)有機(jī)高分子調理劑。汙泥性(xìng)質的不同直接影響(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(tuō)水性能則介於兩者之(zhī)間。為達到一定(dìng)的調理(lǐ)效果,所需調理劑的數量存在顯著差異。一般來說,越難(nán)脫(tuō)水(shuǐ)的汙泥其調理用藥劑量越大,汙泥顆粒細小,會導致(zhì)調理劑消耗量的增加,汙泥中(zhōng)的有機物含量和堿度高,也會(huì)導致調理劑用量的加大。另外,汙泥含固率也影響調理劑的投加量,一般(bān)汙泥(ní)含固(gù)率越(yuè)高,調理(lǐ)劑的投加量越大。

⑶溫度(dù)

汙泥(ní)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(lǐ)效果會明(míng)顯變(biàn)差,可通過適當延長調理時間的方法改善調理效果。使用(yòng)有機高分子(zǐ)調(diào)理劑時,如果配製藥液的母(mǔ)液(yè)或自來水溫度過低或汙(wū)泥溫度過低,就(jiù)會由於(yú)水的(de)動力粘滯度和高(gāo)分子調理劑溶液本身(shēn)的粘度變大而不利於稀釋均(jun1)勻(yún)和調理混合均勻,進而影響汙泥調理效(xiào)果和脫水效(xiào)果。因此,冬季氣溫較低時,要重視汙泥輸送係統的保溫環節(從汙水處理係統排出的汙泥溫度一(yī)般不低於15oC),盡量減少汙泥輸送過(guò)程中熱量的損失。在必要的(de)情況下,可(kě)以采取對有機高分子調理(lǐ)劑稀釋罐加(jiā)熱或(huò)適當延長混合溶(róng)解時間和加大攪拌強度的方(fāng)法改善溶解條件(jiàn)。

⑷pH值

汙泥(ní)的(de)pH值決定無機鹽類調理劑的水解(jiě)產物形態,同一種調理劑對不同pH值的汙泥的調理效果也(yě)大不相同。鋁鹽(yán)的水解反應受pH值的影響很(hěn)大,其(qí)凝(níng)聚反應的最佳pH值範(fàn)圍為5~7。當pH值大於8或(huò)小(xiǎo)於4時,難以形成(chéng)絮體,也就是說失去了調理的作用。而高(gāo)鐵鹽調理劑受pH值的影響較小,無論汙泥呈酸性還是呈堿(jiǎn)性,都能形成水解產物Fe(OH)3絮體,最佳(jiā)pH值範圍為6~11。亞鐵鹽在pH值為8~10的汙泥中,其溶解(jiě)度較高的水解產物能被氧化(huà)成溶解度較低的Fe(OH)3絮體。因此選用無機鹽類調理劑時,首先要考慮脫水(shuǐ)汙泥的具體pH值,如果pH值偏離其凝聚反應的最佳範圍,最好更換使(shǐ)用另一種調理劑。否則就要考慮在對汙泥進行調理之前,投加酸或堿調(diào)整汙泥的pH值,一般情況下,都不采(cǎi)取(qǔ)這種措(cuò)施。

pH值對聚合電(diàn)解質(zhì)的調理效果也有影響,汙泥的pH值影響著調理劑分子的電離、荷電(diàn)狀況以及分子(zǐ)形狀。陽離子型聚合電解質在低pH值(zhí)的酸性汙泥中的電離(lí)度較大,分子形狀趨向舒展;而在高pH值(zhí)的堿性汙泥中電離度較(jiào)小(xiǎo),分子形狀趨向卷曲。與陽離子型聚合電解質性質相反,陰離子型聚合電解質在低pH值的酸性汙泥中的電離度較小,分子形狀趨向卷曲;而在高pH值的堿性汙(wū)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(de)情(qíng)況(kuàng)稍有不同,在等電點時(shí),整個分子呈中(zhōng)性,正負兩種電荷相互吸引(yǐn),故分子緊密卷曲成團。在等電點兩側,分子(zǐ)上都會(huì)有一(yī)種電荷過剩,因(yīn)互相排斥作用而使分子趨向(xiàng)舒展。

⑸配製濃度

調(diào)理劑的配(pèi)製濃度不(bú)僅影響調理效果,而且影響藥劑消耗量和泥餅產率,其中有機高分子調理劑影響更為顯(xiǎn)著。一般來說,有機高分子調理劑配製濃度越(yuè)低,藥劑消耗量越少(shǎo),調理效果越好。這是因為有機高分子調理(lǐ)劑配製濃度越低,越容易混合均勻,分子鏈(liàn)伸展得越好,架橋凝聚作用發揮得越好,調理效果當然(rán)也(yě)越好。但配製濃度過高或過低都會降低泥(ní)餅(bǐng)產率。而無機高(gāo)分子調理劑(jì)的調(diào)理效果幾乎不受配製濃(nóng)度的影響。經驗和有關研究表明,有機高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(ér)鋁鹽配製濃度在4%~5%最為適宜。

⑹投加順(shùn)序

當采用不止一種調理劑時,調(diào)理劑投加的順序也會影響調理效果(guǒ)。當采用(yòng)鐵(tiě)鹽和石灰作調理劑時,一般先投加鐵鹽,再投加石灰,這(zhè)樣形成的(de)絮體與水較易分離,而且調理(lǐ)劑總的消耗量也較少。當采(cǎi)用無機調理劑和有(yǒu)機(jī)高分子調理劑聯合調理(lǐ)汙泥時(shí),先投加無(wú)機調(diào)理劑,再投(tóu)加有機高分子調理劑,一般可以取得較好的調(diào)理效(xiào)果。

⑺混合反應條件

要想達到最好的調理效果(guǒ),汙泥與調理劑實現完全充分的混合是非常必要的。但值得注意的是,汙泥與調理劑混合反應形成絮體後,決不能再被(bèi)破壞,因為絮(xù)體一旦受到破壞就很(hěn)難恢複到原(yuán)來的狀態。經驗表明,針對(duì)某種汙泥,使用某種(zhǒng)調理劑,隻有混合反應的強度和時間在一定範圍(wéi)內,才能取得較好的調理效果(guǒ),而且調理效果會隨著停留時間的增加而降低。這就是說,經(jīng)過試驗確定了調理的時間和強度後,必須在實際操作中嚴格遵守執行。一方麵不能(néng)隨意延長或縮短混合(hé)反應的時間,另一方麵要盡(jìn)可能快地使調理後的汙(wū)泥進入脫水機。


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調理劑的投加量如何確定?


汙泥調理的藥劑(jì)消耗量沒有固定的(de)標準,根據汙泥的品種、消化程度、固體濃度等具(jù)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(chǎng)直接試驗確(què)定調理劑的種類及具體投加量。

一般來說,按汙泥幹固體重量的百分比計,三氯化鐵的投加(jiā)量為(wéi)5%~10%,硫酸亞鐵(tiě)約為10%~15%,消石灰的投加(jiā)量為20%~40%,聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵約為1%~3%,陽離子(zǐ)型聚丙烯酰胺為0.1%~0.3%。據有關資料介紹,由於(yú)常用的聚丙烯酰胺係(xì)列有機合成高分子調理劑的價格較為昂貴(有的品種(zhǒng)是普通無機調(diào)理劑的十幾甚至二十倍以上),雖然其投加量較少,但折合調理每噸汙泥(ní)的費用,使(shǐ)用有機合成高分子調理劑的成本仍然較高(gāo)。普遍的做法是(shì)優選無機調理劑,當無(wú)機調理劑作用較差、難以達到理想的調理效果時,再考慮(lǜ)使用有機(jī)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(yòng)調理劑的注意事項有哪些(xiē)?


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

一般來說,無機調理劑適用於真空(kōng)過濾脫水和板框壓濾脫水(shuǐ),而有機調理劑則較適用於離心(xīn)脫水和帶式壓(yā)濾脫水。在使用離心脫水機(jī)和帶(dài)式壓力脫水機時,為了形成不易破碎的粗大絮(xù)凝物,一般使用分子量在10萬、甚(shèn)至100萬以上的陽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的高(gāo)離心力下進行固液分離,使用分子量越大的(de)高分子調理劑,越容易形成堅固的(de)絮(xù)凝物(wù),越有(yǒu)利於脫水(shuǐ);而對帶式(shì)壓濾脫水機來講,分子(zǐ)量過高時,調理劑的部分粘性(xìng)會殘留在(zài)絮凝物(wù)上,從而導致濾餅在濾布(bù)上(shàng)的剝離性較差(chà)。就陽離(lí)子調理劑而言,對於同樣汙泥,和離心脫水機相(xiàng)比,帶式壓力脫水機要求調理劑的陽離子度較高、而(ér)投加量較少。

一般(bān)來(lái)說,汙泥(ní)濃度高時,使用高分(fèn)子量的調理劑效果(guǒ)較好,而汙泥濃度低時,使用分子量較低的調理劑效(xiào)果較好。

廢水生(shēng)物處理產生的剩餘(yú)汙泥和(hé)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(fù)電(diàn)荷,因此為使剩餘(yú)汙泥凝聚,最好使用陽離子的調理劑(jì)。當前使用較多的陽(yáng)離子調理劑是聚丙酰(xiān)胺的共聚物或氨基甲基化變性物,通過調整陽離子變性條件,可得到不同陽(yáng)離子度的調(diào)理劑。根(gēn)據陽離子度的不同(可(kě)用膠體滴定法測定),陽離(lí)子調理劑可分為高(gāo)、中、低(dī)陽離子度調理劑。


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脫水劑(jì)、調理劑與絮凝劑、助凝劑的關係是什麽?


脫水劑是對汙泥(ní)進行脫水之(zhī)前投加的藥劑,也就是汙泥的調理劑,因此脫水劑(jì)和調(diào)理劑的意義是一樣的。脫水劑或調理劑的投加量一般都以汙泥幹固體(tǐ)重量的百分比計。

絮凝劑應用於(yú)去除汙水(shuǐ)中懸浮物,是水處理領域的重要藥劑。絮凝劑的投加量一般以(yǐ)待處理水(shuǐ)的單位體(tǐ)積(jī)內投加的數(shù)量來表示。

脫水劑(調理劑)與絮凝劑(jì)、助凝劑的投加量都可以稱為加藥量。同一種藥劑既可以在處理汙水時應用為絮凝劑,又可以在剩餘汙泥處理過程中應用為調理劑(jì)或(huò)脫(tuō)水劑。

助凝劑(jì)用在水處(chù)理(lǐ)領域作為絮凝劑的助劑時被稱為助凝劑,同一種助凝劑在剩餘汙泥處理時一般不稱助凝劑,而是統稱為調理(lǐ)劑或脫水(shuǐ)劑(jì)。

使(shǐ)用絮凝劑時,由於水中的懸浮(fú)物數量畢竟有(yǒu)限(xiàn),為了實現絮凝劑與懸浮顆(kē)粒的充分接觸,需要(yào)配備混合、反應(yīng)設(shè)施,並且都(dōu)要具有足(zú)夠的時間,比如混合需要幾十秒(miǎo)到(dào)數分鍾、反應則需要15~30min。而汙泥脫水時從投加調理劑到汙泥進入脫水機往往(wǎng)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,而且經驗也表(biǎo)明(míng),調理效果會隨著逗留時間的延長而(ér)降低。


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消泡劑的種類有哪些?


消泡劑的效果與發(fā)泡液的種類有關,即有的消泡劑對某些發泡液效果顯著,而對其(qí)它發(fā)泡液效果不(bú)明顯,甚至沒有作用。常用的消泡劑按成(chéng)分(fèn)不同可分(fèn)為矽(樹脂)類、表麵活性(xìng)劑類、鏈烷烴類和礦物油類。

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

⑵表麵(miàn)活性劑類(lèi):此類消泡劑(jì)其實是乳化劑,即利用表麵活性(xìng)劑(jì)的分散作用,使形成泡沫的物質在(zài)水中保持穩定的乳化狀(zhuàng)態分散,從而避免生成泡沫。

⑶鏈烷烴類:鏈烷烴類消泡劑是用(yòng)乳化劑把鏈烷烴蠟或其衍(yǎn)生物乳化分散後製成的消泡劑,其用途與表麵活性(xìng)劑(jì)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(le)改善效果,有時混合金屬皂、矽油、二氧(yǎng)化矽等(děng)物質一起使用。此外,為使礦物油(yóu)容易擴散到發泡(pào)液表麵,或者使金屬皂(zào)等均勻分散在礦物油中,有(yǒu)時還可投加各種表麵活性(xìng)劑。


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常用pH調整劑有哪些?


將含(hán)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值時經常采用的中和劑有石灰、石灰石、白雲(yún)石、氫氧化(huà)鈉、碳酸鈉等,調整(zhěng)堿性廢水pH值(zhí)時(shí)一般采用硫酸、鹽酸。

在對含(hán)酸廢水進行中和(hé)時,還可以就近使用一(yī)些堿性工業廢渣,比如(rú)化學軟水站排出的碳酸鈣廢渣、有機化工廠或乙炔發生站排放的電石廢渣(主要成分為氫氧化鈣)、鋼廠或電石廠篩下的(de)廢石灰、熱電廠的爐灰渣和硼酸廠的(de)硼泥等。在對堿性廢水進行處(chù)理時,也可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(zhí)過大(dà)或過小時(shí),為減少pH值調整時所需的溶藥池和藥(yào)劑池容積(jī)及實現pH值調整的自動化控製,可以使用40%NaOH和98%H2SO4分別作為(wéi)含(hán)酸廢水和含堿廢水(shuǐ)的(de)pH值調整劑。同時可以避免使用石灰類堿劑所帶來的汙泥問題,減(jiǎn)少二次汙染的機會。


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消毒劑的選擇應(yīng)考慮哪些因素?


廢水經一級或二(èr)級處理後,水質改善(shàn),細菌含量也大幅度減(jiǎn)少,但其絕對值仍很可觀,並(bìng)有存在病原菌的可能。因此,廢水排入(rù)水體前應進行消毒處理。

目前,用氯化法消毒能產生(shēng)有害物質,影響人體健康已廣為人知,這是因為氯與水中有機物作(zuò)用,同時(shí)有(yǒu)氧化和取代(dài)作用,氧化作用可以促(cù)使去除(chú)有機物,而取代作用則是氯與有機物結合,形成了有致突變或致癌活性的鹵化物。美國規定三鹵甲烷(THMS)的最(zuì)大(dà)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1985年版《生活飲用水衛生標準》中也規定(dìng)了氯(lǜ)仿的上限為60μg/L。有鑒(jiàn)於此,廢水消毒一(yī)是要控製(zhì)恰當的投劑量(liàng),二是(shì)采用其他消毒(dú)劑代替,如二氧化氯、臭氧(yǎng)、紫外(wài)線輻射等,以減少有(yǒu)害物質的生成。

各種消毒劑的優缺點和適用(yòng)條件見表8--2。參考此表,可以初步確定應該使(shǐ)用的消(xiāo)毒劑。

表8--2各種消毒劑的優缺點和適用條件

消毒劑(jì)

優點

缺點

適用條件

液氯

效果(guǒ)可靠、投配設備簡單(dān)、投量準確,價格(gé)便宜

氯化形成的餘氯及某些含氯化合物低濃(nóng)度(dù)時,對水生物有毒(dú)害,當廢水含工業廢水比例(lì)大時,氯化可能(néng)生成致癌化合物

適用於大、中(zhōng)規模的廢水處理廠

漂白粉

投加設備簡單,價格(gé)便宜

除具有上述液氯的缺點外,尚有投量不準確,溶解調製不便,勞動強度大

適用於消毒要求不高或間斷投加的小型廢(fèi)水處理廠(chǎng)

氯片

設備簡單,管理方便,隻需定(dìng)時清理消毒器內殘渣及補(bǔ)充氯片。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(yuàn)、生物製品所等(děng)小型廢水處(chù)理站

次氯酸鈉

用海(hǎi)水或一(yī)定濃度的鹽水,由處理廠(chǎng)就地電(diàn)解自製產生消毒(dú)劑,也可購買商品次氯酸鈉

需要有專用次氯酸鈉電解設備和投配設備

適用於邊遠地區,購液氯等消毒劑(jì)困難的小型廢水處理廠

二氧化氯

隻起氧化(huà)作用、不起氯化作(zuò)用,殺菌效果好,不受pH影響,可同時除(chú)臭、脫色

製取設備複雜(zá)、管理要求高,不能久存,一般需要現場製備

適用於中、小型廢水處理廠

臭氧

消毒效率(lǜ)高,並能有效地降解廢水(shuǐ)中殘留的有機物、色、味等,廢水PH、溫度對消毒效果影響很小,不(bú)產生難處理的或生(shēng)物(wù)積累性殘餘(yú)物

投資大、成本高,設備管理複雜,沒有持續消毒作用

適用於出水水質較好(hǎo),排入水體衛生條件要求高(gāo)的廢水處理廠

紫外(wài)線

利用紫外線照射廢水的物理化學方法,消(xiāo)毒效率高,不改變水的成分

紫外線照射燈具貨源(yuán)不足(zú),技術數據較少

適用於小型廢水處理廠

超(chāo)濾

物(wù)理截留的方法將細菌及懸浮物等從水中去除掉,消毒(dú)效率高

投資大、運行成本高,設備管理複雜;而且沒有將細菌(jun1)殺死(sǐ)

適(shì)用於(yú)小型廢水處理廠


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消毒劑的種類有哪些(xiē)?各自的特點是怎樣的?


常用的消(xiāo)毒劑有次氯酸類、二氧化氯、臭(chòu)氧、紫外線輻射等。次氯酸類(lèi)消毒劑有液氯、漂白粉、漂粉精、氯片、次氯酸鈉等形態,主要是通過HOCl起消毒作用。次氯酸類消毒劑的弱點是容易和(hé)水中(zhōng)的有機物生(shēng)成氯代烴,而氯代烴已被確認為是對人體健康極為不利的,同時處理過的水會有一些(xiē)令人不快的氣味。次氯酸類消毒劑粉塵和放出的(de)氯氣對(duì)人的呼吸道、眼睛及皮膚都(dōu)有強烈的刺激作用,如果不慎濺(jiàn)入眼睛或觸及皮膚,要立即(jí)用大量清水衝洗。存放環境要(yào)陰涼、通風和幹燥,遠離熱源和火種,不能與有機物、酸類及(jí)還原劑共儲混運,運輸過程中要(yào)防止雨淋和日光曝曬,裝卸時動作要輕,避免碰撞(zhuàng)和滾動。

次氯酸類消毒劑消毒時往往發生的是取(qǔ)代反應,這也是使用次氯酸類消(xiāo)毒(dú)劑會(huì)產生氯代烴的根(gēn)本(běn)原因,而臭氧和二氧化氯(lǜ)消毒時發生的是純(chún)氧化反應,因而可以破壞有機物的結構,在殺菌的同時還可(kě)以(yǐ)提高廢水的可生化性(BOD5/CODCr值(zhí)),去除水中的部分CODCr。二氧化氯(lǜ)消(xiāo)毒(dú)與臭氧或紫(zǐ)外線消毒相(xiàng)比,前者(zhě)一次性投(tóu)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/m3)。

臭氧消毒和紫外線消毒(dú)可以在很(hěn)短的時間(jiān)內(nèi)達到消(xiāo)毒的效果,經過臭氧消毒和紫外(wài)線消毒的二沉池出(chū)水或回用水細菌總數和總大腸菌群等微生物指標可以達到要求,但(dàn)他們的缺點是瞬時反應,無(wú)法(fǎ)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兩種(zhǒng)方法消毒時,往往需要(yào)在其出水中再投加0.05~0.1mg/L二氧(yǎng)化氯或0.3~0.5mg/L的氯,以保持管網末梢有足夠的餘氯量。


33

氯的(de)物化(huà)性質是怎樣的?


氯在常壓下是黃綠色氣體(tǐ),在0oC和一個(gè)大氣壓時的密度為(wéi)3.2mg/mL,即約為(wéi)空氣的2.5倍重,具有強烈的刺激性。一般采用電解食鹽水(shuǐ)溶液的方法製取(qǔ)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。加壓後的(de)液氯成為黃綠色透明液體,1kg液氯氣化後體積可以變為300L。氯性質很活潑,能溶於(yú)水,溶解度隨水溫的升高(gāo)而降低(dī)。氯是具有強烈刺激性的窒息氣(qì)體,對人的呼吸係統(tǒng)、眼部及皮膚都(dōu)能產生傷害(hài),空氣中最高允許濃度為(wéi)1mL/m3。雖不自燃,但可以助(zhù)燃,在日光(guāng)下與其他易燃氣體混合(hé)時會發生燃燒和爆炸,可以和大(dà)多(duō)數物質起反應。

氯是一種強氧化(huà)劑,具有殺菌能力強、價格低廉、來源方便的優點(diǎn),是水處理行業(yè)應用(yòng)曆史最為悠久的消毒劑。氯消毒的機理是依(yī)靠水解生成的(de)次氯酸HOCl向微生物的細胞壁(bì)內擴散,與細胞的蛋白質反應生成化(huà)學穩定性極(jí)好的N-Cl鍵。另外,氯能氧(yǎng)化微生物的(de)某些活性物(wù)質,抑製並殺死微生物。



34

如何防止氯中毒?


雖然空氣中(zhōng)最高允(yǔn)許濃度為1mL/m3,但長期在低於此值的環境中工作,也會導致慢性中毒,表(biǎo)現為患慢性支氣管炎、慢性胃腸炎、牙齦炎、口腔炎、皮膚搔癢症(zhèng)等疾病。短時間暴露在高氯環境中,會導(dǎo)致急性中毒。輕度急(jí)性中毒表(biǎo)現為喉幹胸悶(mèn)、脈搏(bó)加快等(děng)症狀,重度急性中毒(dú)表現(xiàn)為支氣管痙攣和水腫,甚至出(chū)現昏迷或休克。為防止(zhǐ)出現氯中毒的措施可總結如下:

⑴經常接觸(chù)氯氣的工作(zuò)人員對氯(lǜ)味(wèi)的敏感程度會有所降低,常常會在聞不到氯味的時候,人就(jiù)已經受到氯的傷害。因此操作人員的值班室要和加氯間分開設置,並在加氯間安裝監測及警報裝置,隨時(shí)對其中的(de)氯濃度進行檢測。

⑵加氯間要靠近加氯點,兩者間距不超過30m。加氯間(jiān)建築要堅固防火、耐凍保溫、通風良好、大門外開,並與(yǔ)其他工作間嚴(yán)格分開、沒有任何直接(jiē)連通。由於氯比空氣重,因此當氯氣在室內泄漏後,會將空氣排擠(jǐ)出去,在封閉的室內下部積聚並逐漸向上擴散。所以加(jiā)氯(lǜ)間的底部(bù)必須安裝強製排(pái)風設施,進氣孔要設在高處。

⑶加氯間門外要備(bèi)用檢修工具、防毒麵具和(hé)搶救器具等(děng),照(zhào)明和(hé)通風設備的(de)開關也要設在室外,在(zài)進入(rù)加氯間之前,先進行通(tōng)風。通向(xiàng)加氯間的壓(yā)力水管必須保證(zhèng)不間斷供水,並保持水壓穩定,同時還要有應對突然停水的措施。加氯間內要設置堿液池,並定時檢驗,保證堿液隨時有效。當發現氯瓶有嚴(yán)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當發現現場有人急性氯中毒後(hòu),要設法迅速將中毒者轉移到具有新鮮空氣的地方,對呼吸困難者,應當讓其吸氧,嚴禁進行(háng)人工呼吸,可以(yǐ)用2%的(de)碳酸氫(qīng)鈉溶液為其洗(xǐ)眼、鼻、口等部位,還可以讓(ràng)其吸入霧化的5%碳酸氫鈉溶液。



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使用液氯瓶時的注意(yì)事項有哪些?


液氯是目前國內外應用最廣的消毒劑,除消毒外還有氧化作用。液氯通(tōng)常在鋼瓶中貯存和運輸,使(shǐ)用時,液氯(lǜ)轉變成氯氣加入水中。

⑴氯瓶(píng)內(nèi)壓力一般為0.6~0.8MPa,所以不能在太陽下曝曬或靠近爐火或其他高溫熱源,以免氣化時壓力(lì)過高發生爆炸。液氯和幹燥的氯氣對銅、鐵和(hé)鋼等金屬沒有腐蝕性,但遇水或受潮(cháo)時,化(huà)學活性增強,能腐蝕大多(duō)數金屬。因此貯氯鋼(gāng)瓶必須保持0.05~0.1MPa的餘壓,不能全部用空,以免進水(shuǐ)。

⑵液氯變成氯氣要吸收熱量,1kg液氯變成1kg氯氣約需要289kJ熱量。在氣溫較低(dī)時,氯瓶從空氣中吸(xī)收的熱量有限,液氯氣化的(de)數量受到限製時,需要對氯(lǜ)瓶進行加熱。但切不可用明火(huǒ)、蒸汽直接(jiē)加(jiā)熱氯瓶,也不宜使氯瓶溫度(dù)升高太多或太快,一般可使用15~25oC的溫水連續淋灑氯(lǜ)瓶的方法對氯瓶加(jiā)溫。

⑶要(yào)經常用10%氨水檢查加氯機與氯瓶(píng)的連接處(chù)是否泄漏,如果發現加氯(lǜ)機(jī)的氯氣管出現堵塞現象,切不可用水衝洗,可以用鋼絲疏通(tōng),再用打(dǎ)氣筒或壓縮空氣將雜物吹掉。

⑷開啟前要檢查氯瓶的放置位置是否正確,一定要保證(zhèng)出口朝上,即放出來的是氯氣而不是液氯。開氯瓶總閥時,要先緩慢(màn)開(kāi)半圈,隨即用10%氨(ān)水檢查是否漏氣,一(yī)切正常後再逐漸打開。如果閥門難以開啟,不能用(yòng)榔頭(tóu)敲擊,也不能長板手硬扳,以防將閥杆擰斷。

使用次氯酸(suān)鈉消毒時的注(zhù)意事項有哪些?

固態次氯(lǜ)酸鈉NaClO為白(bái)色粉末,具有刺激(jī)性氣味,在空氣中極(jí)不穩定,受熱後迅速分解。商品固態次氯酸鈉的有(yǒu)效氯一(yī)般為10%~12%,常用製備方法是液堿氯化法,即在(zài)30%以下的氫氧化鈉溶液中(zhōng)通入氯氣進行反應。商品固態次氯酸鈉使(shǐ)用方便,但(dàn)消毒效果比氯差,費用也高於氯消毒。

由(yóu)於次氯酸鈉容易(yì)因陽光、溫度的作用而分解,一般用次氯酸鈉發生器就地製(zhì)備後立即投加。利用鈦陽極電解食鹽(yán)水(沿海地區可(kě)用海水作(zuò)為鹽溶液),得到的(de)次氯酸鈉溶液是淡黃色透明(míng)液體,含有效氯6g/L~11g/L。一般每生產1kg有效氯,食鹽消耗量約3~4.5kg,耗電量5~10kWh,通常其消耗(hào)比使用漂白粉消毒還要低。

次氯(lǜ)酸鈉固體或(huò)溶液(yè)都不宜久存,而且必須在避光低溫環境下存放。電解生產次氯酸鈉(nà)溶液最(zuì)好是使用多少,隨時(shí)生產多少。氣溫(wēn)低於30oC時,每天損失有效氯0.1~0.15mg/L,如果氣溫超過30oC,每天損失有效氯可達0.3~0.7mg/L。因此,如果為了具有一定儲(chǔ)備量以備用,一般(bān)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(shí)的注意事項有哪些?


漂白粉(fěn)CaCl2∙Ca(OCl)2∙2H2O為白色粉(fěn)末,有氯的氣味(wèi),含有效氯20%~25%。漂白(bái)粉易吸潮,性質極不穩定(dìng),日(rì)光(guāng)照射(shè)、受(shòu)熱均能使其變(biàn)質而降低有(yǒu)效氯成分(fèn)。與有機物、易燃液體混合(hé)能(néng)發熱自燃,受高(gāo)熱會發生爆炸。氯片是用漂粉精3Ca(OCl)2∙2Ca(OH)2∙2H2O加工成的片劑,含有效氯60%~70%。氯片(piàn)和漂粉(fěn)精穩定性比漂白粉高,可以在常溫下儲存200d以上不分解。兩者的消毒作用與氯相同,以有效氯(lǜ)計的加氯量、接觸時間等參(cān)數可以參照液氯。

使用漂白(bái)粉作消毒劑(jì),需配成溶液加注,而且一般需設混合(hé)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%濃度的溶液。混合池通常有隔板式與鼓風式兩種。用氯(lǜ)片消毒時,廢水流入特製(zhì)的氯片消毒器,浸潤溶解氯片,並與之混合(hé),然後再進接(jiē)觸池(chí)。



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二氧化氯(lǜ)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(yī)樣(yàng)的刺激性氣味,毒性比氯要大,相對密度為2.4。二(èr)氧化(huà)氯在常溫下即能壓縮成液體,並很容易(yì)揮發。二氧化氯很容易爆炸,溫度升高、暴露在光線下(xià)或(huò)與某些有機物(wù)接觸摩擦,都可能發生爆炸,而且液體二氧化氯比氣體二氧化氯更易爆炸。在空氣中的(de)體積濃度(dù)超(chāo)過10%時或水中二氧化氯(lǜ)濃度超過30%就會(huì)發生爆炸(zhà)。二氧化氯易溶於水,在水中的溶解度是氯的5倍,但ClO2不和(hé)水起化學反應,在水中極易揮發,在光線照射(shè)下容易發生光化學分解(jiě)。貯存在敞開(kāi)容器中的(de)ClO2水溶液,ClO2含量會下降很快。因此,二氧化氯不(bú)宜貯存,最好現場製取和使用。

市場上(shàng)銷售的商品穩定二氧化氯溶液,多為無色或略帶黃綠色透明液體,二氧化氯含量一般(bān)在2%左右,而且(qiě)要加入(rù)一定量(liàng)的特製穩定劑(如(rú)碳酸鈉、硼酸鈉及過氯化(huà)物的水溶液或二乙烯三胺五亞甲基膦酸等),但運輸和儲存時仍(réng)要注意(yì)避開高溫和強光。因(yīn)此,采用二氧化氯消毒時,最好在現場(chǎng)邊生(shēng)產邊使用。二氧化氯殺菌後生成無毒物質,對環境水體沒有汙染。


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使(shǐ)用二氧化氯時的注(zhù)意事項有哪些(xiē)?


⑴在水處理中,二氧化氯的投加(jiā)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。當僅作為消毒劑時,投加範圍是0.1~1.3mg/L;當兼用作除嗅劑(jì)時,投加範圍是0.6~1.3mg/L;當兼用作(zuò)氧化劑去除(chú)鐵、錳和有機物時,投加範(fàn)圍是1~1.5mg/L。

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

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

⑷在工作區和成品儲藏室內,要有通風裝置和監測(cè)及警報裝置,門外配備防護用品。

⑸穩定二氧化氯(lǜ)溶液本身沒有毒(dú)性,活化後才能釋放出(chū)二(èr)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)氯在空氣中的積聚濃度過高而引起(qǐ)爆炸。

⑹二氧化氯溶液要采用深色塑料桶密閉包裝,儲存於(yú)陰(yīn)涼通風處,避(bì)免陽光直射和與(yǔ)空氣接觸,運輸時要注意避開高溫和強光環境,並盡量平穩。



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二氧化氯的製備方法有哪些?


二氧化氯的製備方法(fǎ)有很多種,在水處理行業中,一般用氯、鹽酸或稀(xī)硫酸與亞氯酸鈉或氯酸鈉反應的(de)辦法生產,還有使用次氯酸鈉酸化後與亞氯酸鈉合成二氧化氯的。反應式分別如下:

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(nà)合成二氧化氯時,先調製pH﹤2.5的氯水溶液(yè),再和一定量的10%亞氯酸鈉溶(róng)液一起進入反(fǎn)應室(shì),在反應(yīng)室中充分混合(hé)和反(fǎn)應,生成二氧(yǎng)化氯。理論上(shàng),每10g亞氯酸鈉加3.9g氯(lǜ),可生成7.5g二氧化(huà)氯。為了防止未起反應的亞氯酸(suān)鈉(nà)被(bèi)帶入水中,通常要加入比理(lǐ)論值多(duō)的過(guò)量氯。

其他方法與(yǔ)上(shàng)述方法的操作基本類似,為保(bǎo)證反應(yīng)過程的安全(quán)性,酸和氯酸鈉或次氯酸鈉都配成水溶液(yè),也都是要加入過(guò)量的酸,以提高氯酸鈉或(huò)次(cì)氯酸鈉的轉(zhuǎn)化率。生成的ClO2溶液可按照合適的投加量直接加(jiā)到水中進行消毒(dú)。

國內市場上有許多(duō)使用電解法生產二氧化氯(lǜ)的設備,但實際上,這些設備製造的所謂二氧化氯至多是(shì)二氧化氯和氯(lǜ)的(de)複合物,不可能徹底解(jiě)決(jué)氯類消毒劑會產生氯代烴的問題,而且已經有使用複合二氧化氯時發生(shēng)爆炸的事例。


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廢水處理(lǐ)中常用(yòng)的氧化劑和還原劑有哪些?


從理論上說,氧化還原電位不同的兩種物質都可以相對地(dì)成為氧化劑或還原(yuán)劑,但在廢水處理實踐中能夠使用的氧化(huà)劑或還原劑必須滿足(zú)以下要求(qiú):

①對廢水中希望去除的汙染物質(zhì)有良好的氧化或還原作用(yòng)

②反(fǎn)應後生(shēng)成的物質應當無害以避免二次汙染

③價格便宜、來源可靠

④能在常溫下快速反應、不(bú)需要加熱

⑤反應時所需的pH值最好(hǎo)在中性,不能太高或太低。

在(zài)廢水處理中常用的(de)氧化劑有:

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

②帶(dài)正電荷的原子,接受電子後(hòu)還原成帶負電荷的(de)離子,比如在堿性條件下,漂白(bái)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(zài)接受(shòu)電子後還原成帶低價(jià)正電荷的原子,例如三氯化鐵中的Fe3+和高(gāo)錳酸鉀中的Mn7+在(zài)接受電(diàn)子後還原成(chéng)Fe2+和Mn2+。

在廢水處理中常用的還原劑有:

①在給出電子後被氧化成帶正電荷的中性原子(zǐ),例(lì)如鐵屑、鋅(xīn)粉等;

②帶負電荷的原子在給(gěi)出電子後被氧化成帶正電(diàn)荷的原子,例如(rú)硼氫化鈉中的硼元(yuán)素為負5價,在堿性條件下可以將汞離子還原成金屬汞,同時自身被氧化成正三價。

③金(jīn)屬或(huò)非金屬的帶正電的(de)原子,在給出電子後被氧化成帶(dài)有(yǒu)更高正電荷的原子。例如硫酸亞鐵、氯化亞鐵中的二價鐵(tiě)離子Fe2+在給出一個(gè)電子後被氧化成三價鐵離子Fe3+;二氧化(huà)硫SO2和亞硫酸鹽SO32-中的四價硫在給(gěi)出兩個電子後,被氧(yǎng)化成六價硫,形成SO42-。

                                                                                         來源:必高環保人才網

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