简析絮凝剂在污水处理中的应用

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1、简析絮凝剂在污水处理中的应用1混凝概述　　1.1混凝原理　　混凝指通过向水中投加药剂使胶体物质脱稳并聚集成较大的颗粒，以使其在后续的沉淀过程中分离或在过滤过程中被截除。通过向水中投加混凝剂可破坏胶体的稳定状态，脱稳之后的胶体颗粒可借助一定的水力条件通过碰撞而彼此聚集絮凝，形成足以靠重力沉淀的较大的絮体，从而易于从水中分离。其具体机理分为：电性中和、吸附架桥作用、X捕作用等。　　1.1.1电性中和　　电性中和又分为压缩双电层和吸附电中和两种。通过投加电解质压缩扩散层以导致胶粒间相互凝聚的作用机理称为压缩双电层作用机理。利用

2、吸附能力，离子可直接进入滑动面内与胶核上的电位离子发生吸附中和作用，这种吸附不受电性中和的约束，只要有吸附空位就会发生。　　1.1.2吸附架桥作用　　吸附架桥作用主要用来解释高分子混凝剂的作用过程。高分子混凝剂多为一种松散的X状长链式结构，分子量高，分子大，具有能与胶粒表面某些部位作用的化学基团，对水中胶粒能产生强烈的吸附作用和粘结桥连作用。通过高分子链状结构吸附胶体，微粒可以构成一定形式的聚集物，从而破坏胶体系统的稳定性。　　1.1.3X捕作用(沉淀物的卷扫)　　当金属盐作混凝剂时，如果投加量非常大，足以达到沉析金属氢

3、氧化物或金属碳酸盐时，水中的胶体颗粒可被这些沉析物在形成的过程中卷扫(X捕)，从而随之一起沉淀。此时胶体颗粒的结构并没有大的改变，基本上是一种机械作用，只是成为金属氢氧化物沉淀形成的核心。　　上述这3种混凝机理在水处理过程中不是孤立的现象，而往往是同时存在的。对于水处理中常用的高分子混凝剂来说，主要以吸附架桥机理为主;而对于无机的金属盐混凝剂，则电性中和和粘结架桥作用同时存在;当投量很多时，还会有卷扫作用。　　1.2影响混凝的因素　　由于胶体的混凝过程比较复杂，原水水质又各异，因此混凝效果的好坏受许多因素的影响，主要有水

4、温、水的pH值和碱度、原水水质、水力条件及混凝剂种类及投加量等。　　1.2.1水温的影响　　温度对混凝效果产生影响的主要原因为水温影响药剂溶解速度、黏滞性。此外，水温还对胶体颗粒的水化膜形成有影响：水温低时，胶体颗粒水化作用增强，水化膜增厚，妨碍胶体凝聚，而且水化膜内的水由于黏度和重度增大，影响了颗粒之间粘附强度。　　1.2.2pH值的影响　　对于不同的混凝剂，水的pH值的影响程度也不相同。对于聚合形态的混凝剂，如聚合氯化铝和有机高分子混凝剂，其混凝效果受水体pH值的影响程度较小。铝盐和铁盐混凝剂投入水中后的水解反应过程

5、，其水解产物直接受到水体pH值的影响，会不断产生H离子，从而导致水的pH值降低。因此，要使pH值保持在合适的范围内，水中应有足够的碱性物质与H离子中和。　　1.2.3水质的影响　　对于处理以浊度为主的污水，主要的水质影响因素是水中的悬浮物含量，水中电解质和有机物的含量对混凝也有一定的影响。水中悬浮物含量很低时，颗粒碰撞机率大大减小，混凝效果差，通常采用投加高分子助凝剂或矾花核心类助凝剂等方法来提高混凝效果。如果原水悬浮物含量很高，一般在水中先投加高分子助凝剂，如聚丙烯酰胺等。　　1.2.4水力条件的影响　　混合、絮凝阶段

6、的G和GT值不同，是混凝工艺过程中的重要控制参数。在混合阶段，以胶体的异向凝聚为主，要使药剂迅速均匀地分散到水中以利于水解、聚合及脱稳。这个阶段进行得很快，特别是Al3+、Fe3+盐混凝剂，所以必须对水进行剧烈、快速的搅拌。要求的控制指标为：混合时间10～30,s，≤2,min;搅拌强度以G值表示，控制在700～1,000(s-1)。在絮凝阶段，主要以同向絮凝(以水力或机械搅拌促使颗粒碰撞絮凝)为主。同向絮凝效果与速度梯度G和絮凝时间T有关。由于此时絮体已经长大，易破碎，所以G值比前一阶段减小，即搅拌强度或水流速度

7、应逐步降低。主要控制指标为：平均值G值为20～70,s-1，平均GT值为54,101～101。　　1.2.5混凝剂投加量的影响混凝剂的最佳投加量是指能达到水质目标的最小投加量。最佳投药量具有技术经济意义，最好通过烧杯试验确定。　　2实验部分　　2.1实验目的　　通过烧杯实验，在既定的温度、pH值、水质条件下，通过SS、总磷去除情况确定最佳投药比(助凝剂与絮凝剂之比)。　　2.2实验水样　　实验水样于某工业区污水厂进水，主要包含了生活污水和工业区的排放废水，水样略显浑浊，有淡淡的刺激性气味　　2.3实验试剂和仪器　　2.3

8、.1试剂和所用仪器　　试剂：聚丙烯酰胺阳、阴离子试剂，三氯化铁，聚合氯化铝等。仪器：六联搅拌机，TA6-2程控混凝实验搅拌仪。浊度仪，HACH2100N。紫外分光光度，岛津UV-1800。　　2.3.2混凝剂的选取理由　　PAM与三氯化铁、聚合氯化铝都是常用的水处理药剂。本次实验在药品上的选择，在考虑药品成本、观察效