低温低浊水
yuanadi
yuanadi Lv.2
2010年01月09日 08:33:25
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我公司处于北方,进入冬季,水厂的水出现低温低浊的现象,处理效果不明显,想讨教一个好方法,谢谢!

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mengyan197206
2010年02月20日 19:17:44
12楼
聚合氯化铝/PDM 复合混凝剂对冬季太湖预加氯水的
处理研究
李潇潇,张跃军,赵晓蕾,朱玲玲,苏 林
(南京理工大学化工学院,江苏南京210094)
摘要:用特征黏度系列化的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)与聚合氯化铝(PAC)复合得到稳定的复合混凝剂,通过混凝烧杯实验,考察了复合混凝剂对冬季低温预加氯太湖水的脱浊效果及絮团沉淀性能。结果表明,对浊度为25~26 NTU,温度为5~9℃的太湖水,在预加氯工艺基础上,达到现有2 NTU沉淀池出水的浊度标准的情况下,PAc需投加量3.29 mg/L,而PAC/PDM质量复合比例分别为5:1、10:1、20:1的复合混凝剂所需PAC投加量随PDM特征黏度0.55 dL/g、1.53dL/g、2.47 dL/g的增加为2.66~2.53 m#L,2.81~2.68 m#L,2.98~2.79 m#L,相对于PAC减少投加量19.15% ~23.10% ,14.59% ~18.54% ,9.42% ~15.20% 。在为将来深度处理作技术准备,沉淀出水浊度要求提高至1 NTU的情况下,PAC投加量需4 mg/L以上的投加量,而质量复合比例为20:1~5:1的PAC(以 AI203 计)/PDM复合混凝剂需3.9o~3.16 mg/L的投加量。结果表明:以现有原水预加氯工艺为基础,PDM可以明显提高PAC的混凝脱浊效果,且PAC/PDM复合配比越低,PDM特征黏度越高,复合混凝剂的脱浊效果与沉淀性能越好。
关键词:聚合氯化铝;聚二甲基二烯丙基氯化铵;预加氯;强化混凝
中图分类号:TU 991 文章编号:1005—9830(2008)04—0506~06
太湖流域是我国人口最集中、经济最发达、城镇化程度最高的地区之一。但近年来,太湖流域水环境却不容乐观,水环境质量下降造成的水质性缺水已严重制约了该地区经济社会的可持续发展 。冬季太湖处于枯水期,水中污染物浓度较高,并含有一定的藻类,呈典型的微污染特性,同时水温较低,在5℃左右。水质的恶化和低水温给供水生产带来了较大的困难,也严重影
响到了沿岸人民的饮用水安全。
以太湖水为水源水的某市水厂采取了预加氯氧化配以硫酸铝常规混凝的方法来对太湖水进行处理,但在冬季低温隋况下,该方法往往仍难以使出水达到设计标准。在现有工艺条件下选择优质高效的混凝剂来强化混凝的方法是解决这一问题的出路之一 。聚合氯化铝(PAC)是我国原水处理中使用最为广泛的混凝剂之一,有高效廉价的特点。但在形态、聚合度及相应的混凝效果方面,PAC仍处于硫酸铝等传统金属盐混凝剂与有机絮凝剂之间的位置,通过与有机高分子复合的方式来克服其缺点、强化其效能对于探求优质高效的混凝剂将具有十分重要的意义 。聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)是阳离子型有机高分子絮凝剂的一种,其作为助凝剂与无机混凝剂复合使用能对高藻水、低浊度水等难处理原水有好的处理效果 。但是迄今为止国内外报道的PDM为助凝剂的复合混凝剂的研究及应用工作均受到其制备或购得的PDM相对分子质量低,品种单一未系列化或含丙稀酰胺扩链剂的限制,
致使复合混凝剂的优势得不到充分体现。
本文以系列化有机高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)与聚合氯化铝(PAC)复合,制备优质稳定的复合混凝剂,应用于某市某水厂经现有预加氯工艺处理后的冬季低温含藻太湖水混凝脱浊,以期为研制新型复合混凝剂和获得其对低温含藻水的脱浊作用规律的认识,及其在现有水厂工艺条件下的实际应用做前期探索。
1 实验
1.1 仪器与试剂
仪器:散射式浊度仪,Qz201型,苏州青安仪器有限公司生产;六联程控搅拌器,TA6.Ⅱ型,武汉恒岭有限公司生产。
药剂:聚合氯化铝(PAC),液体,含量以A12O3 计为10% ,碱基度约75% ,工业品;有机阳离子高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM),选取0.55、1.53、2.47 dL/g三种特征黏度,均为工业品。
药剂的配置:(1)PAC溶液的配制。按A12O3计,把PAC配制成一定质量分数的溶液投加;(2)复合药剂的配制。PAC按A12O3,计,把PAC和PDM配成5:1、10:1、20:1三种质量配比的复合药剂,使用时一次性投加。复合混凝剂组成按以下面方法表示:PAC/PDM(PDM特征黏度/质量比例),其中PDM特征黏度单位为dL/g。
水样:某市某水厂在实际生产中采取了预__加氯工艺,以先杀灭部分藻类,同时强化混凝效果。水样取自某市某源水厂预加氯后取水点,一次取足量,在20~30 min内取完,以尽量保证水质的一致性。实验所用水样预加氯量为1.04 mg/L,温度为5~9 ,浊度在25~26 NTU,CODMn为4.85 mg/L,预加氯后藻含量为6.45×103个/mL。
1.2 混凝除浊性能评价
1.2.1 烧杯搅拌实验
在一组烧杯中加入1 000 mL水样置于六联搅拌仪中。于快速搅拌(300 r/min)下加入一定量的混凝剂。300 r/min快速搅拌15 S后,以100 r/min中速搅拌一定时间,再以30 r/min慢速搅拌一定时间后静置沉淀,在沉淀时间为10 min与30 min时分别于液面下约2 cm处取上清液测定其浊度。
1.2.2 处理效果评价方法
投加不同量无机混凝剂或复合药剂于原水中,采用选定的搅拌条件搅拌,考察各药剂在不同投加量时所能达到的剩余浊度和每一种药剂所能达到的最低剩余浊度,以比较不同混凝剂对冬季太湖水的混凝脱浊效果。同时,通过考察经10min或30 min沉淀达相同剩余浊度时,各药剂投加量的剂量差,比较不同混凝剂处理过程中絮团的沉淀性能。
1.2.3 混凝搅拌强度的选择
实验当时某市某水厂投加硫酸铝3.5~4.0 mg/L,而该厂沉淀池出水要求达到2 NTU以下。以此作为参考,通过混凝烧杯实验
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mengyan197206
2010年02月20日 19:18:15
13楼
聚二甲基二烯丙基氯化铵的合成及絮凝性能研究
王任芳, 周珊珊, 李克华 董汉平, 黄连华, 严 忠 
(长江大学化学与环境工程学院, 湖北荆州434023)
   (新疆油田分公司勘探开发研究院, 新疆克拉玛834000)
[ 摘要] 通过水溶液聚合, 选择浓度为65 %的二甲基二烯丙基氯化铵为反应单体, 过硫酸铵为引发剂, 乙二胺四乙酸二钠为助剂, 合成了絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵。通过正交试验确定了合成的最佳条件并评价了合成产品的性能。研究结果表明, 合成聚二甲基二烯丙基氯化铵各因素的最佳水平依次为反应温度为80 ℃, 过硫酸铵用量为1.6% , 乙二胺四乙酸二钠用量为0.12 % , 反应时间为8h , 引发剂用水量为9ml , 所得到的絮凝剂的除浊率可以达到94.4 %。并初步讨论了合成产品PDMDAAC 与无机絮凝剂复配以及复合的絮凝效果, 取得较满意的效果。
[ 关键词] 絮凝剂; 聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC) ; 污水处理; 剩余浊度; 除浊率
[ 中图分类号] O6321 12 [ 文献标识码] A   [ 文章编号] 1673 1409 (2006) 03 0044 04
  采用絮凝剂通过絮凝沉降法处理工业废水是目前国内外普遍采用的一种既经济又简便的水质处理方法。无机高分子絮凝剂是目前全世界广泛使用的一种絮凝剂, 一般都具有强烈的吸附电中和能力, 但其也存在着分子量相对较低、在水中的稳定性较差、投药量较高、产生的污泥量较多、在絮凝过程中实现颗粒间粘结架桥的能力有限等缺点。有机高分子是在各种水处理过程中经常使用的絮凝剂, 作为絮凝剂的有机高分子一般都具有很大的分子量和线性的长分子链结构, 具有很强的颗粒间架桥能力, 但除阳离子型有机高分子外, 阴离子型和非离子型有机高分子不具有电中和能力。同无机絮凝剂相比, 它具有用量少、絮凝速度快、生成污泥量少等优点。因此, 研制阳离子型有机高分子絮凝剂、无机高分子与有机高分子的复合型絮凝剂, 使之既能发挥无机高分子的吸附电中和作用又能发挥有机高分子的粘结架桥作用。
聚二甲基二烯丙基氯化铵( PDMDAAC) 是一种阳离子型有机高分子絮凝剂, 用于水和废水处理时可以同时发挥电中和和架桥作用, 用量少, 效率高, 且无毒副作用, 是一种理想的水处理絮凝剂 。笔者就聚二甲基二烯丙基氯化铵的合成及絮凝性能进行了研究, 并初步探讨了其与无机高分子絮凝剂复配和复合的絮凝性能。
1  试验部分
11 1  主要试验仪器与试剂
试验仪器: SZD21 型散射光浊度仪, 73122 Ⅰ型电动搅拌机, ZR426 型混凝试验搅拌机等。
试验试剂: 过硫酸铵, 氯化钠, 丙酮, 氢氧化钠, 盐酸, 乙二胺四乙酸二钠, DMDAAC 单体,PAC—YZ , 高纯氮气, 去离子水等。
11 2  合成步骤
1) 在装有冷凝管、电动搅拌机、滴液漏斗和温度计的250ml 四口烧瓶中, 加入一定浓度的DMDAAC单体和一定量的助剂。
2) 通氮气30min , 缓慢升温至合成温度。
3) 开动搅拌器, 同时开始滴加一定浓度的引发剂溶液, 每隔1h 滴加一次。
4) 加料完毕, 在合成温度的条件下继续反应一定时间。
5) 反应完毕, 停止加热, 保温30min 后冷却出料__
1.3  除浊率的测定
称取一定量的膨润土, 用蒸馏水配成剩余浊度约为80.0~85. 0NTU 的模拟水, 测定水样加入絮凝剂前后的剩余浊度。按下式计算除浊率:
  η =( A – B)/A×100 %。
式中, A 为模拟水样的剩余浊度,NTU ;B 为絮凝处理后水样的剩余浊度,NTU。
2  结果与讨论
21 1  试验设计
按正交试验方法,考察反应温度(因素A) 、引发剂用量(因素B) 、助剂用量( 因素C) 、反应时间(因素D) 和引发剂用水量(因素E) 这5 个因素对合成产物絮凝性能的影响差异,确定为每个因素取4 个水平,设计成正交表L16 (45 ) 得到试验数据表1 。表1 中测定除浊率时合成产品加量均为5mg/ L 。正交试验数据处理结果见表2。

从表2 可以看出, 引发剂的量对反应的影响最大, 反应温度的影响次之, 反应时间的影响最小;通过重复试验确证最佳合成条件为A3B3 C2D4 E1 ,即反应温度为80 ℃,引发剂用量为1.6 % ,助剂用量为0.12 %, 反应时间为8h , 引发剂用水量为9ml。在后面
的试验中将采用A3B3C2D4 E1 条件所合成的PDMDAAC为研究对象。
2.2  影响絮凝剂PDMDAAC 絮凝效果的因素
1) 投加量对絮凝效果的影响 室温下, 将以PDMDAAC不同的投加量投加到100ml 的模拟水(p H值为7) 中, 然后先快搅1min , 再慢搅3min 后, 静置5min , 取上层清液并测定剩余浊度。测试了不同的投

加量对絮凝效果的影响, 结果见表3。
由表3 可知, 随着投加量的增加, 除浊率逐渐升高, 当投加量为5mg/ L 时, 除浊效果最好, 可达
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到94.4 %; 当投加量超过5mg/ L 时, 除浊率基本保持不变。
  2) p H 值对絮凝效果的影响 在室温下, 当投加量为5mg/ L 时, 用NaOH 和HCl 调节模拟水( 相同浊度)的p H 值, 在不同的p H 值下测定p H 值对合成产物PDMDAAC絮凝效果的影响, 结果见表4。由表4 可知, 随着p H 值的升高, 除浊率逐渐上升,当p H 值为7 时, 除浊效果最好, 除浊率可达到94.4 %;当p H 值大于7 时, 除浊率下降。这说明合成产物PDMDAAC在中性或偏弱酸性介质中絮凝效果较好。
3) 温度对絮凝效果的影响 当投加量为5mg/ L , 模拟水的p H 值为7 时, 调节恒温水浴锅的温度, 在不同的温度下测定温度对除浊效果的影响, 结果见表5 。
由表5 可知, 温度对除浊效果有一定的影响。随着温度的升高, 除浊率逐渐增大, 当温度达到50 ℃时, 除浊效果最好, 除浊率可达到96.2 %; 当温度超过50 ℃时,除浊率有下降的趋势。
4) 静置时间对絮凝效果的影响 在室温下, 当投加量为5mg/ L , p H 值为7 时, 在搅拌强度为150r/ min 和搅拌时间为60s 下测定其静置时间对絮凝效果的影响, 结果见表6 。
由表6 可知, 一定条件下, 静置时间越长, 除浊率越高。当静置5min 以后, 继续延长静置时间已无必要。
2.3  PAC—YZ 与PDMDAAC 的复配试验
室温下, 在100ml 模拟污水中先投加不同量的PAC—YZ ,表7  PAC2YZ 不同加量的处理效果快速搅拌1min , 再向模拟水中投加5mg/L 的PDMDAAC并慢速搅拌3min , 静置5min 后, 取上清液测其剩余浊度。测定PAC—YZ 不同加量对除浊效果的影响, 其结果见表7.
由表7 可知, 当PAC2YZ 的投加量为100mg/ L 时,絮凝效果最好, 除浊率可高达98.6 %。
2.4  复合絮凝剂PAC—YZ/ PDMDAAC 的絮凝效果
  取一定量PAC—YZ 于烧杯中, 调节恒温水浴锅的温度为50 ℃, 在搅拌下根据不同的复合比缓慢滴加一定量的PDMDAAC , 搅拌时间为2h , 在50 ℃下保温24h 后,得到一种无机有机复合絮凝剂。用制得的复合絮凝剂处理模拟污水, 将复合絮凝剂PAC—YZ/ PDMDAAC 的不同复合比所对应的剩余浊度和除浊率列入表8 中。
由表8 可知, 复合絮凝剂具有较好的絮凝效果, 当复合絮凝剂PAC—YZ/ PDMDAAC 的复合比为20 ∶1 时, 絮凝效果较好, 除浊率可高达97.5 %。
根据实验室内对模拟水进行的研究结果, 选用效果较好的复合絮凝剂体系(复合絮凝剂PAC—YZ/PDMDAAC 的复合比为20 ∶1) , 应用于新疆油田采油一厂回注污水的处理。
在室温下, 采用的复合絮凝剂PAC—YZ/ PDMDAAC 的复合比为20 ∶1 , 试验污水样来自新疆油田采油一厂调储罐出口稀油污水, p H 值为8.01 。处理后的水经30min 沉降后, 取中上部清液进行含油和悬浮物含量的测定, 结果见表9 。

从表9 可以看出, 复合絮凝剂PAC2YZ/ PDMDAAC 用于新疆油田采油一厂回注污水的处理, 效果较好, 达到了预期的目的。
3  结  论
1) 选择浓度为65 %的二甲基二烯丙基氯化铵为反应单体, 过硫酸铵为引发剂, 乙二胺四乙酸二钠为助剂, 通过水溶液聚合法, 合成了絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵。选用L16 (45 ) 正交表做正交试验, 确定各因素对合成产物絮凝性能的影响程度依次为引发剂用量、反应温度、助剂用量、引发剂用水量和反应时间, 并确定了合成聚二甲基二烯丙基氯化铵各因素的最佳水平依次为反应温度为80 ℃, 过硫酸铵用量为1.6 %, 乙二胺四乙酸二钠用量为01 12 %, 反应时间为8h , 引发剂用水量为9ml 。
2) 复配处理模拟污水时, PAC2YZ 与PDMDAAC 复配使用处理效果要优于单一絮凝剂的处理效果, 处理后水样透光率高, 絮凝沉降快, 絮凝时的矾花比较大。当PAC—YZ 的投加量为100mg/ L ,PDMDAAC的投加量为5mg/ L 时, 絮凝效果最好, 除浊率可高达98.6 %。
3) 由PDMDAAC 与PAC2YZ 所制得的复合絮凝剂PAC—YZ/PDMDAAC具有较好的絮凝效果。当复合絮凝剂PAC—YZ/ PDMDAAC 的复合比为20 ∶1 , 除浊率可高达97.5 % , 同时在PAC2YZ 与PDMDAAC复合的过程中不产生对抗, 矾花大, 且容易下沉, 弥补了使用单一絮凝剂时矾花较小, 不易下沉的缺点。将其应用于新疆油田采油一厂的回注污水(试样) 处理, 取得了较为满意的结果, 处理后水质达到了回注要求。
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低温低浊宁波白溪水库水处理中混凝剂的优化
张跃军,赵晓蕾,李潇潇,印东凯,吴晓莉 苏功建
(南京理工大学化工学院,江苏南京210094) (宁波市自来水总公司,浙江宁波315041)
摘要:本文报道了对优质低温低浊宁波白溪水库水进行的强化混凝脱浊研究过程。通过混凝烧杯实验,考察了聚合氯化铝(PAC)。聚合硫酸铁(PFS)及它们与聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)复合物对低温低浊白溪水库水的除浊效果。结果表明:对浊度仅为1.5NTU左右的低温低浊白溪水库水,PFS的除浊效果较好,处理后剩余浊度可降到0.2NTU以下。而PAC混凝脱浊效果不佳,处理后剩余浊度最低仅为O.7NTU。PDM对白溪水的强化混凝脱浊效果不明显,因此。PDM不适用于水质较好的原水的强化混凝脱浊处理,其应适用于有一定污染的原水的强化混凝脱浊处理。.
关键词:宁波白溪水库;原水;低温低浊:混凝剂;强化混凝;脱浊
低温低浊水的处理一直是给水处理行业中备受关注的问题。由于水温低,浊度低,粘度大,水中胶体粒子的‘电位高,给水厂处理带来了较大的困难。目前,国内外常用的低温低浊水处理技术有气浮技术、泥渣回流技术、微絮凝技术、磁力分离技术等,但由于这些方法往往工艺操作复杂或者因成本高而不能推广使用。通过优选受水温影响小的混凝剂以及添加合适的助凝剂的强化混凝的办法来改善混凝效果是解决低温低浊水处理问题较为经济有效的一条途径姑。实践证明,强化混凝不仅可为沉淀、过滤等工序创造良好的运行操作条件,充分利用已有的设备条件,提高出水水质,而且还能达到节能、节药、降低运行费用的目的。
浙江沿海城市宁波市主要靠周边地区水库供水,市区来自水库的自来水水源占了75%左右。白溪水库位于宁波市宁海县白溪干流的中游,将由即将完工的白溪水库引水工程向宁波市区年提供1.73亿m3优质原水,承担宁波市区40%的供水任务。白溪水库水水质优良,根据2003年4月的监测报告(甬环监报水-2003—223号),白溪水除总氮(TN)为地表II类水质标准,其余2l项指标均达到地表水I类水质标准,白溪水的几项主要水质指标见表l。但白溪水在冬春季节呈现典型的低温低浊特点,水温在10℃以下,浊度仅1-3NTU,因此其混凝脱浊处理困难。宁波各水厂对于这一新开辟的原水水源,需要寻找合适的混凝剂进行处理,但是原有混凝剂对其处理效果不明显,即使混凝剂的投加量,净化后的水质仍很难达到国家饮用水的标准,结果会给水厂自来水生产带来较大困难。

聚二甲基二烯丙基氯化铵,简称PDM,是一种水溶性阳离子高分子,其作为助凝剂,通过与铝盐、铁盐混凝剂的复合使用和选择合适的混凝条件,可能对多种难处理原水达到强化混凝的效果。因此,针对低温低浊自溪水库水,本文拟采用聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)及其与PDM复合混凝剂进行混凝脱浊试验,以比较这两种无机混凝剂及其与有机试剂复合对白溪水库原水的脱浊效果,了解水质与药剂性质之间关系对脱浊效果的影响,并且找出能实际应用的药剂,为改进水厂用药提供参考依据。
1试验方法
1.1仪器与试剂
仪器:散射式浊度仪,QZ201型,苏州青安仪器有限公司生产;六联程控搅拌器,TA6一II型,武汉恒岭有限公司生产。
药剂:聚合氯化铝(PAC),固体粉末,含量以A1203计为33%(质量分数,下同),芜湖自来水总公司生产:聚合硫酸铁(PFS),液体,含量以Fe3+计为12%,南京市化学工业总公司精细化工厂生产:以上均为工业品。有机阳离子高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM),选取高、中、低三种特征粘度产品,均为本组实验室自制。
药剂的配置:a.无机药剂的配制:按A1203或Fe3+计,把各无机药剂配制成质量分数为1%的溶液投加;b.复合药剂的配制:无机药剂按Al203或Fe3+计,把无机和有机配成质量比为高低两种配比的复合药剂,使用时一次性投加。
水样:白溪水库水水样取自宁波白溪水库,把水库以坝区为起点向上游划分为三段,分别在起点、中点和终点取水,然后混合,以尽量保证水质的一致性。共取两批水样,分为批次l与批次2,批次l水样浊度为1.5NTU左右,温度约为8℃,批次2水样浊度为1.2NTU左右,温度在lO℃左右。
1.2混凝除浊性能评价实验
1.2.1基本步骤
在一组烧杯中加入1000mL水样置于六联搅拌仪中。于快速搅拌(300r/min)下加入一定量的混凝剂。以快速搅拌(300r/min)一定时间,后以100r/min中速搅拌一定时间,再以30r/min慢速搅拌一定时间后停止,最后静置沉淀30min,于液面下约2cm处取上清液测定其浊度。
1.2.2处理效果评价方法.
投加不同量无机混凝剂或复合药剂于原水中,采用选定的搅拌条件搅拌,考察各药剂在不同投加量时所能达到的剩余浊度和每一种药剂所能达到的最低剩余浊度,以比较不同混凝剂对低温低浊白溪水的混凝脱浊效果。
2结果与讨论
2.1自溪水库水混凝搅拌强度的选择
在300r/min搅拌15s时投加PAC于原水浊度为1、40NTU、温度为13℃的白溪水库水样,剂量均为2。Omg/L,操作条件按1.2.1基本步骤,其它条件不变,改变不同快速搅拌时间进行实验,得
上清浊度,结果见表2。

表2可以看出,对于白溪水库水,在同样的药剂投加量下,剩余浊度能随快速搅拌时间适当增加而下降,快速搅拌时间为4min时,剩余浊度达到最低0.73NTU,快搅时间进一步增加,剩余浊度反而又上升。
这是因为快搅时间适当延长,药剂分散更均匀,使药剂水解速度加快,与分散在水中的悬浮颗粒越易碰撞,使在同样投加量下达到的效果更好。而快速搅拌时间过长,由于剪切力的作用,不利于较大絮凝体的生成,致使混凝效果变差,剩余浊度就会又升高。根据以上结果,选用混凝搅拌条件:在300r/min搅拌15s时,投加混凝剂,先以300r/min搅拌4min,再以lOOr/min搅拌5min,再以30r/min搅拌5 rain,最后沉降30min为本次研究混凝操作的基本条件。
2.2各种药剂对白溪水库水混凝除浊的效果
选择低、中、高三种特征粘度的PDM与无机混凝剂PAC、PFS进行复合,无机混凝剂与PDM选取高低两种质量配比。低、中特征粘度的PDM的复合混凝剂选用批次1水样进行实验,高特征粘度的PDM的复合混凝剂选用批次2水样进行实验。投加不同剂量无机混凝剂或复合混凝剂于原水中,采用2.1节选定的搅拌条件进行混凝脱浊处理,所得结果见图1~图3:

从图1~图3看,白溪水经不同的药剂混凝沉淀处理后,剩余浊度相应的变化,具体有如下三种情况:(1)随着药剂投加量的增加,剩余浊度先下降,达到一个剩余浊度最低点。随着药剂投加量进一步增加,剩余浊度又上升。如图1、2、3中的余浊曲线1、5;(2)随着药剂投加量增加,剩余浊度呈现先增加,再下降,达到其晟低余浊点后,又开始上升。如图l、2、3中的余浊曲线4、6;
(3)随着药剂投加量的增加,剩余浊度经过或不经过一段不明显的下降过程,就一直处于不断上升过程,如图1、2、3中的余浊曲线2、3。
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出现上述实验现象的原因,可能应结合被处理的白溪水库水的特点,混凝药剂性质和混凝脱浊原理加以解释。
2.3 PAC和PFS对白溪水脱浊效果对比分析
良好的混凝处理效果基于混凝过程中微粒具有较多的碰撞机会,提高了碰撞几率,也就提高了微粒间的凝聚机会,如果水中微粒浓度太低,势必影响混凝处理过程的正常进行。白溪水库水水质较好,水中悬浮颗粒少而轻,颗粒问碰撞几率极小;而且,由于低温的影响,水的粘度大,增大了水流的剪切力,不利于水中微小颗粒碰撞、凝聚和絮凝体的成长。这一水质特征决定了白溪水难以混凝脱浊。
从图l、2、3中的PAC余浊曲线l可以看出,受白溪水库水水质及低温的影响,PAC对白溪水库水混凝脱浊效果不理想。随加药量增加,余浊先下降,在2.5mg/L达到仅为0.7NTU的剩余浊度最低值,加药量进一步增加,余浊又上升。这是由于白溪水中颗粒较少,在低温下PAC的水解速度又显著变慢,矾花生成的连续反应不强烈,所形成的絮体非常细、小、轻又不坚韧,难于沉淀,造成脱浊效果不佳。
肆然而,对比图I、2、3中的曲线1和曲线4可知,对低温低浊白溪水库水,PFS的脱浊效果明显优于PAC,其剩余浊度最低可达0.2NTU以下,且最佳投药范围宽,加药量从2mg/L至4mg/L均可将浊度降至0.4NTU以下。为何PFs在白溪水的处理过程中脱浊效果远优于PAC,这可以根据自溪水的具体特征,及聚铝聚铁在混凝中的水解反应过程得到解释。
聚合铝或聚合铁在水溶胶中的存在形式,实际是铝或铁盐类水解、形成溶胶到沉淀这一过程的中间产物,它们均含多种多核羟基络合物。在混凝过程中,这些络合物会进一步发生水解和聚合反应,原水中胶粒能强烈吸附反应的各种产物。被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩双电层、降低£电位,使胶粒间最大排斥势能降低,从而使胶粒脱稳;同时多核络离子还可以发挥架桥作用粘结两个或多个胶粒而产生絮体。水解反应最终产物为氢氧化物沉淀,氢氧化物沉淀表面积大,吸附能力强,可吸附水中细小颗粒与部分溶解污染物。通过以上的电中和脱稳、吸附架桥和卷扫的共同作用,在一般情况下,聚铝聚铁均可以有效去除水中胶体及各种悬浮物颗粒。它们的区别在于,铝盐聚合物的反应较缓和,形态较稳定,铁的水解聚合则较迅速,容易失去稳定而发生沉淀。另外,铁盐水解过程受水温的影响相对于铝盐要小,生成的最终产物氢氧化铁比重较大,表面积更大,更具吸附力。由此,对水中颗粒较少,水温较低的白溪水库水来说,PFS水解过程受温度影响较PAC小,形成的絮体较PAC形成的絮体吸附量大、结构紧凑致密,密度大,易沉淀,从而大大提高了混凝效果。
2.4 PDM白溪水助凝效果分析
作为一种水溶性阳离子聚合物,PDM除了具有一般高分子混凝剂的架桥、卷扫功能外,还因其分子链中正电荷密度高而具有相当强的电中和能力,因此,其作为助凝剂,通过与铝盐、铁盐混凝剂的复合使用,能对多种难处理原水达到强化混凝的效果。在低温低浊水的处理中,国内外均有文献研究阐明PDM良好的助凝效果。
但是,从图1~图3中的曲线2、3可以发现,各相对分子质量的PI)M与PAC的复合药剂对低温低浊白溪水库水的处理效果并不好,随着药剂投加量的增加,剩余浊度经过或不经过一段不明显的下降过程,就一直处于不断上升过程,其脱浊效果不如单纯使用PAC的脱浊效果,配入PDM较多的复合药剂剩余浊度还高于PDM配入量少的复合药剂。这可能是由于PDM主要是以其巨大的分子结构产生强烈的吸附、网捕、架桥等作用,使水中粒径较大颗粒结成团絮沉淀而达到除浊效果,但白溪水水质条件较好,水体中含悬浮颗粒少且粒径较小,PAC本身对水中颗粒难以起到凝聚作用,PDM也就难以继续发挥作用。
从图1~图3中的曲线4、5、6可以看出,各相对分子质量的PDM与PFS的复合药剂对白溪水库水处理效果较好,但均不及PFS的处理效果。引起这一实验现象的原因可能是:虽然PFS能够为PDM提供凝聚体以絮凝形成较大絮团,但白溪水中有机物污染极少,悬浮颗粒上电荷密度相对较低,为达到电中和点所需的混凝剂剂量本身不大.在PFS中配入PDM后,由于PDM正电荷密度大,胶体粒子会因吸附的PDM迅速带上相反电荷而相互排斥,同时PDM吸附层有助于分散,空间位阻增大,而且吸附层相互渗透,因而也增大了颗粒间的排斥作用,从而使颗粒出了再悬浮,再稳定的现象,导致脱浊效果降低。复合药剂中PDM含量越多,这种作用越明显。
图1~图3中的曲线4、6有一个有趣的现象,在PFS与高复合配比的复合药剂较低药剂投加量的情况下,剩余浊度会有一个明显增加的过程。这可能是由于这两种药剂在较低的加药量下形成难以沉淀的微小絮体,大量的微小絮体能引起比原来微小颗粒更强的光散射,导致了浊度的上升。由此可知,PDM不适用于水质较好的原水的强化混凝脱浊处理,其应适用于有一定污染的原水的强化混凝脱浊处理。
3结论
考察了聚合氯化铝(PAC),聚合硫酸铁(PFs)及它们与聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)复合物对低温低浊白溪水库水的除浊效果。结果表明:对浊度仅为1.5NTU左右的低温低浊白溪水库水,PFS的除浊效果较好,处理后剩余浊度可降到0.2NTU以下,而PAC混凝脱浊效果不佳,处理后剩余浊度最低仅为0.7NTU。
PDM对白溪水的强化混凝脱浊效果不佳,因此,PDM不适用于水质较好的原水的强化混凝脱浊处理,其应适用于有一定污染的原水的强化混凝脱浊处理。
对低温低浊白溪水进行了混凝剂优化选择,在不改变水厂现有工艺条件下,就可充分利用已有的设备条件,提高出水水质,为解决低温低浊水处理问题提供了经济有效的途径。本次研究工作结果已提供给宁波供水公司使用。
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cangshi004
2011年03月06日 17:24:05
14楼
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wd369
2016年10月11日 09:23:07
15楼
感谢楼主,无私奉献
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