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絮凝劑在廢水處理中的重要作用 


絮凝過程是目前國內(nèi)外眾多水處理工藝中應(yīng)用ZUI廣泛、ZUI普遍的單元操作之一，是廢水，污水處理過程中不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。絮凝效果的好壞往往決定了后續(xù)流程的運(yùn)行狀況、ZUI終出水水質(zhì)和費(fèi)用，選擇何種絮凝劑，對于提高出水水質(zhì)、降低制水成本有著重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

按其化學(xué)成分，絮凝劑可分為無機(jī)鹽類絮凝劑、有機(jī)高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。無機(jī)鹽類絮凝劑的品種較少，主要是鋁鹽、鐵鹽、水解聚合物等低分子鹽類以及無機(jī)高分子等絮凝劑。有機(jī)高分子絮凝劑主要有合成的有機(jī)高分子絮凝劑和天然改性有機(jī)高分子絮凝劑。  
   
廢水處理中絮凝劑的選擇要領(lǐng)

絮凝劑一般有無機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑，廢水處理中如何選擇絮凝劑要根據(jù)具體行業(yè)的廢水的特性來選擇，同時(shí)還要看在哪個(gè)環(huán)節(jié)添加絮凝劑，做何用途。 
 
一般選擇無機(jī)絮凝劑時(shí)要考慮廢水的成分及PH等，然后選擇ZUI適合的一種（鐵鹽、鋁鹽或鐵鋁鹽、硅鋁鹽、硅鐵鹽等）。 
 
在選擇有機(jī)絮凝劑時(shí)（比如：聚丙烯酰胺PAM），主要是看要用到陰離子聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺還是非離子聚丙烯酰胺。陰離子聚丙烯酰胺依據(jù)水解度不同一般分弱陰、中陰、強(qiáng)陰。
 
陽離子的選擇一般用在污泥脫水方面，陽離子聚丙烯酰胺的選型很重要，城市污水處理廠一般用到中強(qiáng)陽離子聚丙烯酰胺，造紙、印染廠污泥脫水一般選擇弱陽離子，醫(yī)藥廢水一般選強(qiáng)陽離子等等。 
 
每一種廢水都有它自己獨(dú)占的特性，非離子聚丙烯酰胺主要是在弱酸性條件下使用，印染廠用到非離子PAM的比較多。 
 
所有的這些絮凝劑的選型都要根據(jù)試驗(yàn)才能確定，在試驗(yàn)中首先確定大致加藥量，觀察絮凝沉淀速度，核算處理本錢，選擇經(jīng)濟(jì)、適用的絮凝藥劑。
 
在進(jìn)行絮凝劑的選擇時(shí)，必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐奈勰嗟奶攸c(diǎn)，進(jìn)行實(shí)際的絮凝實(shí)驗(yàn)，以確實(shí)效果ZUI佳，生產(chǎn)運(yùn)行中消耗的藥劑成本ZUI低的絮凝劑。  

絮凝劑工作原理  
          絮凝沉淀法是選用無機(jī)絮凝劑(如硫酸鋁)和有機(jī)陰離子型絮凝劑聚丙烯酰銨(PAM)配制成水溶液加入廢水中，便會產(chǎn)生壓縮雙電層，使廢水中的懸浮微粒失去穩(wěn)定性，膠粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝體、礬花。絮凝體長大到一定體積后即在重力作用下脫離水相沉淀，從而去除廢水中的大量懸浮物，從而達(dá)到水處理的效果。為提高分離效果，可適時(shí)、適量加入助凝劑。處理后的污水在色度、含鉻、懸浮物含量等方面基本上可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，可以外排或用作人工注水采油的回注水。  

  1 無機(jī)鹽類絮凝劑  
 
  1.1 無機(jī)低分子絮凝劑  
          無機(jī)低分子絮凝劑包括硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等，其中硫酸鋁ZUI早是由美國開發(fā)的，并一直沿用至今的一種重要的無機(jī)絮凝劑。常用的鋁鹽有硫酸鋁AL2(SO4)3·18H2O和明礬AL2(SO4)3·K2SO4·24H2O,另一類是鐵鹽有三氯化鐵水合物FeCL3·6H2O.硫酸亞鐵水合物FeSO4·17H2O和硫酸鐵。  
 
          無機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)是比較經(jīng)濟(jì)、用法簡單;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蝕性強(qiáng)的缺點(diǎn)。

  1.2 無機(jī)高分子絮凝劑  
          無機(jī)高分子絮凝劑是20世紀(jì)60年代后期才發(fā)展起來的一類新型水處理藥劑。與傳統(tǒng)絮凝劑相比，它能成倍的提GAOXIAO能，且價(jià)格較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢。目前日本、俄羅斯、西歐及我國生產(chǎn)此類絮凝劑已達(dá)到工業(yè)化、規(guī)模化和流程自動化的程度，加上產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，無機(jī)聚合類絮凝劑的生產(chǎn)已占絮凝劑總產(chǎn)量的30%～60%[1]。  

  1.2.1 簡單的無機(jī)聚合物絮凝劑  
          這類無機(jī)聚合物絮凝劑主要是鋁鹽和鐵鹽的聚合物。如聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合氯化鐵(PFC)以及聚合硫酸鐵(PFS)等。無機(jī)聚合物絮凝劑之所以比其它無機(jī)絮凝劑效果好，其根本原因在于它能提供大量的絡(luò)合離子，且能夠強(qiáng)烈吸附膠體微粒，通過吸附、橋架、交聯(lián)作用，從而使膠體凝聚。同時(shí)還發(fā)生物理化學(xué)變化，中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，降低了δ電位，使膠體微粒由原來的相斥變?yōu)橄辔茐牧四z團(tuán)穩(wěn)定性，使膠體微粒相互碰撞，從而形成絮狀混凝沉淀，沉淀的表面積可達(dá)(200～1000)m2/g,極具吸附能力。  

  1.2.2 改性的單陽離子聚合絮凝劑  
          除常用的聚鋁、聚鐵外，還有聚活性硅膠及其改性品，如聚硅鋁(鐵)、聚磷鋁(鐵)通過引入某些高電荷離子改性以提高電荷的中和能力;如聚硅酸硫酸鋁(PASS)、聚硅酸絮凝劑(PSAA)等引入羥基、磷酸根等以增加配位的絡(luò)合能力，從而改變絮凝效果。其可能的原因是[2]:某些陽離子或陰離子可以改變聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)分布，或者是兩種以上聚合物之間具有協(xié)同增效作用。對含鋁離子的聚硅酸絮凝劑(PSAA)的研究[3]表明PSAA對油田稠油采出水的處理中具有比PACS(含硫酸根的改性聚合氯化鋁)更強(qiáng)的除油能力，處理煤礦礦井廢水時(shí)COD去除率可達(dá)98.2%，懸浮固體的去除率可達(dá)99.4%。PASS的制備方法簡單、原料來源廣泛、成本底，具有極大的開發(fā)價(jià)值及廣泛的應(yīng)用前景。而對聚硅酸硫酸鐵(PFSS)絮凝劑[4]的研究發(fā)現(xiàn)高度聚合的硅酸與金屬離子一起可產(chǎn)生良好的混凝效果，因而有可能在廢水處理中部分取代有機(jī)合成高分子絮凝劑，以消除毒性，而且可以根據(jù)不同的處理對象通過改變Fe/SiO2摩爾比調(diào)整PFSS的配方來取得良好的絮凝效果。

  1.2.3 多陽離子無機(jī)聚合絮凝劑  
          聚鋁鐵復(fù)合絮凝劑是含有聚鋁、聚鐵及氯根和硫酸根多核配位的復(fù)合性無機(jī)高分子絮凝劑，因兼有聚鋁和聚鐵的優(yōu)良性能而日益受人關(guān)注。  
  聚合硫酸氯化鐵鋁[5](PAFCS)是其中之一，其有效鐵鋁含量(AL2O3+Fe2O3)大于22%，產(chǎn)品吸濕性強(qiáng)。研究表明：在聚合氯化鋁的(PAC)的有效鋁含量大于PAFCS有效鋁鐵含量的情況下，PAFCS在污水處理中有著比明礬更好的結(jié)果;在含油廢水中及印染廢水中PAFCS比PAC的效果均優(yōu)，且脫色能力也強(qiáng)。絮凝物比重大、絮凝速度快、易過濾、出水率高，其原料均來源于工業(yè)廢渣，成本較低，適合廢水處理。  

 聚合聚鐵硅絮凝劑也是其中之一，宋志偉[6]等人曾經(jīng)采用其處理生活污水，其處理效果及COD去除率均優(yōu)于聚合鐵，除濁率達(dá)99%以上，脫色率65%～70%，COD去除率達(dá)70%，同時(shí)可除去生活污水中的大部分氨氮和全部磷。  


凈水過程中加絮凝劑的作用是什么  

絮凝劑主要有無機(jī)絮凝劑，有機(jī)高分子絮凝劑和微生物絮凝劑，都主要是處理各種污水用的。

          有機(jī)高分子絮凝劑在處理煉油廢水，其它工業(yè)廢水，高懸浮物廢水及固液分離中陽離子型絮凝劑有著廣泛的用途。特別是丙烯酰胺系列有機(jī)高分子絮凝劑以其分子量高，絮凝架橋能力強(qiáng)而顯示出在水處理中的優(yōu)越性。微生物絮凝劑絮凝范圍廣、絮凝活性高，而且作用條件粗放，大多不受離子強(qiáng)度、pH值及溫度的影響，因此可以廣泛應(yīng)用于污水和工業(yè)廢水處理中
 
污水處理絮凝劑的選擇應(yīng)用領(lǐng)域：

 1、作為絮凝劑，陽離子聚丙烯酰胺主要應(yīng)用于工業(yè)上的固液分離過程，包括沉降、澄清、濃縮及污泥脫水等工藝，陽離子聚丙烯酰胺應(yīng)用的主要行業(yè)有：城市污水處理、造紙工業(yè)、食品加工業(yè)、石化工業(yè)、冶金工業(yè)、選礦工業(yè)、染色工業(yè)和制糖工業(yè)及各種工業(yè)的廢水處理。陽離子聚丙烯酰胺還用在城市污水及肉類、禽類、食品加工廢水處理過程中的污泥沉淀及污泥脫水上，通過其所含的正電荷基團(tuán)對污泥中的負(fù)電荷有機(jī)膠體電性中和作用及高分子優(yōu)異的架橋凝聚功能，促使膠體顆粒聚集成大塊絮狀物，從其懸浮液中分離出來。效果明顯，投加量少。 
2、陽離子聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中可用作紙張干強(qiáng)劑、助留劑、助濾劑，能極大的提高成紙質(zhì)量，節(jié)約成本，提高造紙廠的生產(chǎn)能力。可直接與無機(jī)鹽離子、纖維以及其它有機(jī)高分子發(fā)生靜電橋梁作用以達(dá)到增強(qiáng)紙張的物理強(qiáng)度, 減少纖維或填料的流失,加快濾水, 起增強(qiáng)、助留、助濾作用,還可以用于白水的處理, 同時(shí)，陽離子聚丙烯酰胺在脫墨過程中能起明顯的絮凝效果。
3、陽離子聚丙烯酰胺對纖維泥漿(石棉-水泥制品)中可使成型的石棉-水泥制品排水性得到改善,使石棉板坯料的強(qiáng)度提高; 在絕緣板中, 可提高添加劑和纖維的結(jié)合能力。
4、陽離子聚丙烯酰胺在采礦、選煤行業(yè)中可作礦山廢水、洗煤廢水的澄清劑。 
5、陽離子聚丙烯酰胺可用于染色廢水、皮革廢水、含油廢水的處理, 使之除濁、脫色, 以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 
6、陽離子聚丙烯酰胺在磷酸提純中, 有助于濕法磷酸工藝中石膏的分離。
7、陽離子聚丙烯酰胺用于以江河水源的自來水廠的水處理絮凝劑。

污水處理絮凝劑的選擇使用方法：

 

1、陽離子聚丙烯酰胺使用時(shí)，配成0.1~0.3 %濃度的水溶液，以使用中性不含鹽類雜物的水為宜。
2、陽離子聚丙烯酰胺溶解時(shí)，將陽離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品均勻撒入攪拌的水中，攪速控制在100~300rpm。適當(dāng)加溫（< 60°C），可加速溶解。 
3、陽離子聚丙烯酰胺調(diào)整被處理液的PH值，使陽離子聚丙烯酰胺充分發(fā)揮作用（通過試驗(yàn)選擇ZUI佳PH值和本系列產(chǎn)品的用量。） 
4、加入陽離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品溶液時(shí)，應(yīng)加速與被處理液的混合，出現(xiàn)絮凝物后，減慢攪速，以利絮凝物增長和加速沉降。

因此絮凝劑的選擇應(yīng)該遵循以下幾條原則： 
1、應(yīng)首先分析污水處理石污泥的性質(zhì)和脫水機(jī)械的形式，初步選定絮凝劑的種類，同時(shí)應(yīng)保證該種絮凝劑在市場上的貨源可以得到保證，由廠家來提供樣品進(jìn)行調(diào)試！ 
 
2、絮凝劑選用時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的沉降試驗(yàn)。根據(jù)沉降試驗(yàn)的結(jié)果，初步選定較好的絮凝劑，調(diào)質(zhì)后使污泥沉降速度快、上清液清澈、絮體結(jié)構(gòu)大和固液分離效果好的絮凝劑較好。

3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)定沉降試驗(yàn)選定出絮凝劑后，應(yīng)進(jìn)行實(shí)際上機(jī)試驗(yàn)，實(shí)際試驗(yàn)中，應(yīng)根據(jù)絮凝劑的不同運(yùn)行條件進(jìn)行調(diào)整，以穩(wěn)定運(yùn)行為標(biāo)準(zhǔn)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，取處理濕污泥和脫水后泥餅進(jìn)行化驗(yàn)室分析濕污泥固體濃度、泥餅含水率、根據(jù)濕污泥處理量和加藥量確定出實(shí)際處理單位絕干污泥的用藥量。 
 
4、結(jié)合絮凝劑的市場價(jià)格，進(jìn)行成本分析，得出每種絮凝劑的處理單位絕干污泥的價(jià)格，結(jié)合實(shí)際上機(jī)運(yùn)行結(jié)果，確定出生產(chǎn)中應(yīng)用的絮凝劑！