那一年

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常用絮凝剂介绍

1、概念
  絮凝指通过搅拌使失去电荷的颗粒互相接触聚集在一起,导致形成絮状物(絮体)的过程。依工艺不同,该过程一般为几分钟。凝聚指胶体被压缩双电层而脱稳的过程,这个过程时间很短,一般不到1秒钟。一般情况下,凝聚和絮凝的过程很难截然分开,一般统称其为混凝过程。将能使水溶液中的溶质、胶体或悬浮颗粒产生絮状物沉淀的物质都叫做絮凝剂。

 2、絮凝剂简介
 2.1金属盐类絮凝剂
 2.1.1硫酸铝
  应用硫酸铝进行污水的处理,它对水的有效pH范围较窄,约5.5~8.0。硫酸铝是历史悠久,使用广泛的一种无机絮凝剂,化学式Al2(SO4)3•nH2O,n常见为14或18。工业固体产品为白色或灰色粉末或块状结晶,在空气中易吸潮结块。一般认为硫酸铝以两种方式对水体中的胶体颗粒起凝聚作用:一是吸附脱稳(吸附絮凝),当铝盐带正电的水解产物吸附在带负电的胶体颗粒表面,部分或全部中和胶体颗粒表面电荷,使胶体脱稳并相互碰撞粘结生长为大颗粒的絮凝过程;二是卷扫沉淀作用(沉淀型絮凝),当铝盐的各种水解产物包裹在水中胶体颗粒表面,并可通过这些水解物种连接胶体颗粒物形成较大的絮体,在絮体的沉降过程中卷扫水中其他胶体颗粒后共同沉淀的过程。这两种作用形式通常认为可能会交互发生,宏观上可认为是混凝作用。硫酸铝的使用范围较广泛,可应用于饮用水净化,温度在25~40℃之间,低温条件下,硫酸铝水解困难,絮粒较轻而疏松,处理效果较差,同时,硫酸铝还存在诸如成本高,腐蚀性大,在某些场合处理效果不理想等缺点。因此,近年来在许多场合正逐渐被新的絮凝剂(如聚合氯化铝)所取代。
2.1.2三氯化铁
  三氯化铁,化学式FeCl3•6H2O,为黄褐色晶体,极易吸潮,易溶于水,具强腐蚀性。三氯化铁的混凝机理与硫酸铝相类似,佳使用pH为5.0~6.0。与硫酸铝相比较,三氯化铁处理低温水时性能较好,絮状物强度较大,适用盐类范围较宽,除色能力强,消耗量较少。不足之处是Fe3+与某些有机物形成很强的有色可溶络合物,有可能增大水体的色度。因其具有强腐蚀性,对储存、运输、投加设备也提出了更高的防腐要求。
2.2高分子絮凝剂
2.2.1聚合氯化铝(PAC)
  聚合氯化铝又叫羟基氯化铝,碱式氯化铝,化学通式为[Al2(OH)nCl 6-nm,其中n为1~5的整数,m为≤10的整数。固体的聚合氯化铝为五色至黄色树脂状、粉末状;溶液为无色至黄褐色透明液体。
  其混凝作用机理包括三个方面:一是对胶体颗粒的电中和脱稳的凝聚作用;二是对已凝聚的次生粗大颗粒进行吸附架桥的絮凝作用:三是除去水中有害离子的吸附和络合作用。
  盐基度(或称碱化度)B是聚铝的一项重要质量指标,表达聚合物中羟基(OH)对铝的饱和程度和存在形态,对通式[Al2(OH)nCl 6-nm而言,B=([OH]/[Al])×100%=n/6×100%。理论上盐基度应介于16.7%~83.3%之间,大于100%的盐基度表明已转化为Al(OH)3,并发生沉淀。实验结果表明盐基度对混凝效果的影响非常明显,处理水的剩余浊度随盐基度的增高而降低,B接近90%时变化逐渐不敏感。
  与硫酸铝相比较,聚合氯化铝具有如下的优点:
  (1) 佳使用pH值范围拓宽,适用于多种水质;
  (2) 混凝效果对温度变化不敏感,即有良好的低温使用性能;
  (3) 聚铝有小的酸度,投加后原水碱度降低较少(只有硫酸铝的1/6),更适于处理碱度备用量不大的水;
  (4) 水中盐含量增加较硫酸铝少;
  (5) 形成絮体的速度较快,絮体颗粒和相对密度都较大,沉淀性能好,投加量较小;
  (6) 减少处理后水中铝的残留量;
  (7) 对运输、投加设备的腐蚀作用小。
  因此,聚合氯化铝具有广阔的和尚lv包前景和优良的市场表现,是市场上的主力絮凝净水产品。
2.2.2聚合硫酸铁(PFS)
  聚合硫酸铁又称聚铁或硫酸聚铁,化学通式为[Fe2(OH)n(S04)3-n/2]m,n<2,m=f(n)。固体为淡黄或浅灰色树脂状颗粒,液体为红褐色粘稠液。聚合硫酸铁的混凝作用机理除与聚铝类似外,还由于其在水解时提供了多种组分的核羟基络合物,导致其絮体表面积大,结构紧凑致密,有一定的强度,在沉降过程中对胶体吸附量大,具有吸附共沉淀作用且容易发生卷扫沉积现象,大大提高聚铁的混凝效果。
  聚合硫酸铁具有如下的特点:
  (1) 适应的水质条件较宽,对原水水质变化适应性强,基本不用控制pH值;
  (2) 絮凝速度快,矾花较大,沉降迅速;
  (3) 澄清效率高,除浊能力强,消耗量较铝盐少;
  (4) 对设备基本无腐蚀;
  (5) 具有脱色、除重金属离子、降低水中COD、BOD浓度和提高加氯杀菌效果。
  聚合硫酸铁是一种优良的无机高分子絮凝剂,应用十分广泛。
2.2.3聚丙烯酰胺(PAM)
  现在国内生产的PAM分子量已达到1000万以上,国外同类产品达到了1500万以上。目前成熟的聚合方法有本体法、溶液法、沉淀法、乳液法等。亦可通过后处理引入各种官能团,使其在水溶液中具有阴、阳离子的各种特征,成为聚电解质。
  聚丙烯酰胺(PAM)的酰胺基(-CONH2)可与许多物质亲和、吸附形成氢键。高分子量PAM在被吸附的粒子间形成“桥联”,使数个甚至数十个粒子连接在一起,生成絮团,加速粒子下沉。这使它成为理想的絮凝剂。PAM絮凝剂主要用来处理上水和各种废水。与传统无机絮凝剂相比较的优点在于:品种多,能适应多种条件,剂量小、效率高、生成的泥渣少,后处理容易。
  聚丙烯酰胺主要以两种形式的商品出售,一种是粉状的,一种是胶体。胶体不易运输,使用也不方便,常用的是粉状产品。绵阳防水堵漏们可以根据具体情况的需要、胶体颗粒的性质和浓度、系统pH值等选择合适的絮凝剂。例如聚丙烯酰胺可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型四种,阳离子型主要用于水处理,阴离子型用于造纸、水处理,两性型用于污泥脱水处理。
  聚丙烯酰胺产品中总是残留丙烯酰胺的单体,而单体是有毒物质,对哺乳类动物的神经有毒害作用,绵阳防水堵漏的无害摄取量为0.5mg/kg,美、英等国规定PAM的大投加量不超过1.0mg/L。
  (1) 溶解浓度和使用浓度
  絮凝剂使用形式一般为稀溶液(阴、非离子一般在0.05%~0.3%,阳离子为0.1%~0.3%),理论上讲,浓度越低分子链越易伸展,处理效果越好。但在实际使用过程中,如药剂初始配制浓度太低,一方面,溶液越稀稳定性越差;另一方面,配制设备体积太大。所以使用前一般先按0.3%左右的浓度配制。使用时一般要二次稀释为0.1~0.2%左右的浓度。
  (2) 使用方法
  ①  使用时,一般应先配成水溶液,以使用中性不含盐类杂物的水为宜; 
  ②  粉状产品溶解时要经过溶胀阶段,故在溶解时为防止产品粘连,要将干粉产品徐徐均匀地撒入搅拌的水中,以保证其在水中良好的分散、溶胀(切忌先加干粉后加水),不至于形成“鱼眼”或堵塞加药管道,发生操作故障。搅速控制在100~300rpm; 
  ③  调整被处理液的pH值,使产品充分发挥作用(通过试验选择佳pH值和佳用量); 
  ④  加入产品的溶液时,应加速与被处理液的混合,出现絮凝物后,减缓搅速,以利絮凝物增长和加速沉降;
  ⑤  产品的溶液应即配即用,阳离子絮凝剂产品配制后放置不要超过一天;阴、非离子絮凝剂产品配制后放置不要超过三天。另外,铁离子是造成所有聚丙烯酰胺化学降解的催化剂,因此,在配制、转移、贮存本产品时,要尽量避免铁离子进入,与溶液接触的设备好用不锈钢、塑料、玻璃或玻璃钢制造;部分产品与无机混凝剂复合使用时,应先加入无机混凝剂,待出现明显的矾花时(一般相隔为30~60秒左右),再加入产品,不能颠倒顺序;也不可同时一并加入。
  (3) 注意事项
  ①  操作绵阳防水堵漏员应配戴防护用品,皮肤接触后,即用水洗净; 
  ②  使用现场,如有少量泄漏,可用大量水冲洗干净;如大量泄漏,先铲扫再用大量水冲洗干净,应急可先洒大量黄砂,以防止滑倒受伤; 
  ③  产品宜密封存放阴凉干燥处。

  • quote 1.ihcc Post on 2008-3-4 15:34:15  回复该留言
  • 在净水过程中,有时使用单一的混凝剂不能取得良好的效果,需要投加辅助药剂以提高混凝效果,这种辅助药剂称为助凝剂。助凝剂的作用在于:加速混凝过程,加大凝絮颗粒的密度和质量,使其更迅速沉淀;并加强粘结和架桥作用,使凝絮颗粒粗大且有较大表面,可充分发挥吸附卷带作用,提高澄清效果。

    常用的助凝剂有两类:
    1)调节或改善混凝条件的助凝剂:有Na2CO3、Na(OH)2、NaHCO3、Ca(OH)2等碱性物质,可以提高水的PH值。
    2)改善絮凝结构的高分子助凝剂:有聚丙酰胺、骨胶、海藻酸钠、活性硅酸等。

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