混凝的目的在于通过向水中投加一些药剂(通常称为混凝剂及助凝剂),使水中难以沉淀的胶体颗粒能互相聚合,长大至能自然沉淀的程度。这个方法称作混凝沉淀。 在给水处理和废水处理中混凝沉淀都是最常用的方法之一。 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,在一定的沉淀条件下可以从水中分离去除。
混凝的目的在于通过向水中投加一些药剂(通常称为混凝剂及助凝剂),使水中难以沉淀的胶体颗粒能互相聚合,长大至能自然沉淀的程度。这个方法称作混凝沉淀。
在给水处理和废水处理中混凝沉淀都是最常用的方法之一。
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,在一定的沉淀条件下可以从水中分离去除。
影响混凝效果的主要因素
影响混凝效果的因素比较复杂,其中 主要由水质本身的复杂变化引起,其次还要受到混凝过程中水力条件等因素的影响。
1.水质
工业废水中的污染物成分及含量随行业、工厂的不同而千变万化,而且通常情况下同一废水中往往含有多种污染物。因此 某一种混凝剂对不同废水的混凝效果可能相关很大 。
有些废水中含有 表面活性剂或活性染料 一类污染物质,通常使用的混凝剂对它们的去除效果也大多不理想。
2.pH值
pH值也是影响混凝的一个主要因素。
在不同的pH值条件下,铝盐与铁盐的水解产物形态不一样,产生的混凝效果也会不同。
由于混凝剂水解反应过程中不断产生H + ,因此要保持水解反应充分进行,水中必须有碱去中和H + , 如碱不足,水的pH值将下降,水解反应不充分,对混凝过程不利 。
3.水温
水温对混凝效果也有影响,无机盐混凝剂的水解反应是吸热反应, 水温低时不利于混凝剂水解 。
4.水力学条件及混凝反应的时间
把一定的混凝剂投加到废水中后,首先要使混凝剂迅速、均匀地扩散到水中。混凝剂充分溶解后,所产生的胶体与水中原有的胶体及悬浮物接触后,会形成许许多多微小的矾花,这个过程又称为混合。混合过程要求水流产生激烈的湍流,在较快的时间内使药剂与水充分混合,混合时间一般要求几十秒至2分钟。混合作用一般靠水力或机械方法来完成。
混凝剂的选择
常用的无机盐类混凝剂
名称 |
分子式 |
一般介绍 |
精制硫酸铝 |
Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O |
(1)含无水硫酸铝50%~52% (2)适用于水温为20~40℃ (3)当pH=4~7时,主要去除水中有机物 pH=5.7~7.8时,主要去除水中悬浮物 pH=6.4~7.8时,处理浊度高、色度低 (小于30度)的水 (4)湿式投加时一般先溶解成10%~20%的溶液 |
工业硫酸铝 |
Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O |
(1)制造工艺较简单 (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 (5)其他同精制硫酸铝 |
明矾 |
Al 2 (SO 4 ) 3 · K 2 SO 4 ·24H 2 O |
(1)同精制硫酸铝 (2)现已大部分被硫酸铝所代替 |
硫酸亚铁(绿矾) |
FeSO 4 ·7H 2 O |
( 1 )腐蚀性较高( 2 )矾花形成较快,较稳定,沉淀时间短( 3 )适用于碱度高,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 |
三氯化铁 |
FeCl 3 ·6H 2 O |
(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,矾花结得大,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 |
聚合氯化铝 |
[Al n (OH) m Cl 3n-m ](通式) 简写PAC |
(1)净化效率高,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),因而可不投加碱剂 (3)使用时操作方便,腐蚀性小,劳动条件好 (4)设备简单,操作方便,成本较三氯化铁低 (5)是无机高分子化合物 |
常用有机合成高分子混凝剂
名 称 |
分子式或代号 |
一般介绍 |
聚丙烯酰胺 |
代号PAM |
(1)目前被认为是最有效的高分子之一,在废水处理中常被用作助凝剂,与铝盐或铁盐配合使用 (2)与常用混凝剂配合使用时,应按一定的顺序先后投加,以发挥两种药剂的最大效果 (3)聚丙烯酰胺固体产品不易溶解,宜在有机械搅拌的溶解槽内配制成0.1%~0.2%的溶液再进行投加,稀释后的溶液保存期不宜超过1~2周 (4)聚丙烯酰胺有极微弱的毒性,用于生活饮用水净化时,应注意控制投加量 (5)是合成有机高分子絮凝剂,为非离子型;通过水解构成阴离子型,也可通过引入基团制成阳离子型;目前市场上已有阳离子型聚丙烯酰胺产品出售 |
脱色絮凝剂 |
代号脱色I号 |
(1)属于聚胺类高度阳离子化的有机高分子混凝剂,液体产品固含量70%,无色或浅黄色透明粘稠液体 (2)贮存温度5~45℃,使用pH值7~9,按1:50~1:100稀释后投加,投加量一般为20~100mg/L,也可与其他混凝剂配合使用 (3)对于印染厂、染料厂、油墨厂等工业废水处理具有其他混凝剂不能达到的脱色效果 |
天然植物改性高分子絮凝剂 |
(1)由691化学改性制得,取材于野生植物,制备方便,成本较低 (2)宜溶于水,适用水质范围广,沉降速度快,处理水澄清度好 (3)性能稳定,不易降解变质 (4)安全无毒 |
|
天然絮凝剂 |
F691 |
刨花木、白胶粉 |
F703 |
绒稿(灌木类、皮、根、叶亦可) |
针对处理某种特定的废水选择适应的混凝剂时,通常由综合以下几方面的考虑来确定。
(1)处理效果好,对希望去除的污染物有较高的去除率,能满足设计要求。为了达到这一目标,有时需要两种或多种混凝剂及助凝剂同时配合使用。
(2)混凝剂及助凝剂的价格应适当便宜,需要的投加量应当适中,以防止由于价格昂贵造成处理运行费用过高。
(3)混凝剂的来源应当可靠,产品性能比较稳定,并应宜于储存和投加方便。
(4)所有的混凝剂都不应对处理出水产生二次污染。当处理出水有回用要求时,要适当考虑出水中混凝残余量所造成的轻微色度等影响(例如采用铁盐作混凝剂时)。