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絮凝剂

发布时间:2018-04-16 11:04:35 浏览

絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。

理论基础是:“聚并”理论,絮凝剂主要是带有正(负)电性的基团和水中带有负(正)电性的难于分离的一些粒子或者颗粒相互靠近,降低其电势,使其处于不稳定状态,并利用其聚合性质使得这些颗粒集中,并通过物理或者化学方法分离出来。
一般为达到这种目的而使用的药剂,称之为絮凝剂。絮凝剂主要应用于给水和污水处理领域。
絮凝剂的品种繁多,从低分子到高分子,从单一型到复合型,总的趋势是向廉价实用、无毒高效的方向发展。无机絮凝剂价格便宜,但对人类健康和生态环境会产生不利影响;有机高分子絮凝剂虽然用量少,浮渣产量少,絮凝能力强,絮体容易分离,除油及除悬浮物效果好,但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致崎、致癌、致突变),因而使其应用范围受到限制;微生物絮凝剂因不存在二次污染,使用方便,应用前景诱人。微生物絮凝剂将可能在未来取代或部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂。微生物絮凝剂的研制和应用方兴未艾,其特性和优势为水处理技术的发展展示了一个广阔的前景。

工作原理:
絮凝沉淀法是选用无机絮凝剂(如聚合氯化铝)或有机阴离子型絮凝剂(如聚丙烯酰铵PAM)配制成水溶液加入废水中,便会产生压缩双电层,使废水中的悬浮微粒失去稳定性,胶粒物相互凝聚使微粒增大,形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀,从而去除废水中的大量悬浮物,从而达到水处理的效果。为提高分离效果,可适时、适量加入助凝剂。处理后的污水在色度、含铬、悬浮物含量等方面基本上可达到排放标准,可以外排或用作人工注水采油的回注水。

注意事项:
絮凝剂在不良条件下发生的导致絮凝性能下降的变化,通称为降解作用(degradation),具体表现为分子量下降、溶液粘度降低、絮凝性能变差甚至失效。可能产生这种作用的因素很多。如pam的分子量越高,越容易产生这些变化,对有关的因素就越敏感。必须重视这个问题,否则再好的絮凝剂也不能取得良好效果。
聚丙烯酰胺分子量高,这是它具有良好絮凝性能的基础。但是这种絮凝剂的大分子容易受到外界因素的影响而破坏,使它的性能大大下降。絮凝剂的配制和使用过程必须认真防止出现这个问题。导致pam溶液粘度和絮凝效能降低的主要因素有:
1、机械的作用:高速搅拌或在溶液中施加强烈的机械剪切,都会使大分子断裂。
2、铁锈和铁化合物:在pam溶液中加入很微量(如2mg/l)的铁化合物(如fecl3),或微量的铁锈粉末,轻微搅拌使之分散,pam溶液的粘度和絮凝性能便大幅度降低。
3、高温的作用:pam大分子对高温很敏感,如0.1%的pam溶液在80℃下放4小时,分子量由2100万降至760万,在50℃下放置亦降至1690万;分子量为1050万的pam,在80℃下放置4小时后分子量降到330万。如在30℃下,分子量下降很慢。若pam原来的分子量很低,如370万,则受热的降解很少。
4、并存杂质的影响:pam溶液中如有悬浮杂质会降低它的粘度。无机离子特别是高价离子也有很大影响。如一种pam溶液的粘度为191厘泊,加入含na+100mg/l的nacl后,溶液粘度降至140,而加入含ca2+100mg/l的cacl2后,粘度降至30厘泊。
5、其他:紫外线照射会使pam迅速降解,强烈照射4小时可使pam的分子量由1800万下降到1000万,溶液中存有氧化剂亦加速降解。
影响絮凝效果的主要因素:
影响絮凝效果的因素是多方面的,主要有絮凝剂的种类、浓度、用量、混凝处理时的搅拌状况、ph值、温度及其变化等,应该根据具体情况采用不同的对策。
1、絮凝剂的种类和用量:对不同的废水应该选用不同的絮凝剂。絮凝剂的用量在很大程度上影响絮凝的效果,过量与不足都将导致溶胶粒子的分散和稳定,因此都应该通过实验确定最佳投加量。
2、搅拌与反应时间的影响:把一定的絮凝剂投加到废水中后,首先要使絮凝剂迅速、均匀地扩散到水中。絮凝剂充分溶解后,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,很合时间一般要求几时秒到2分钟。
3、ph值、碱度的影响:ph值对絮凝剂操作具有很大的影响,所以废水进行絮凝处理时,必须充分注意其有效的ph值范围。有机高分子絮凝剂对ph值的限制不太严格,但ph值偏小时对絮凝剂的絮凝效果有较大的影响。无机絮凝剂对废水的ph值比较敏感,由于絮凝剂水解反应不断产生氢离子,因此要保持水解反应充分进行。
4、温度的影响:水温对絮凝效果也有影响,无机絮凝剂的水解反应是吸热反应,水温低时不利于絮凝剂的水解,水的黏度也与水温有关,如果水温低时水的黏度大,致使水分子的布朗运动减弱,不利于水中污染物质胶体的脱稳与絮凝,因而絮凝体形成不易。因此冬天絮凝剂使用量要比夏天多。温度升高有利于胶体间的碰撞而产生凝聚,但温度超过90摄氏度易使絮凝剂老化或分解产生不溶性物质,反而降低絮凝效果。

结语
絮凝剂的品种繁多,从低分子到高分子,从单一型到复合型,总的趋势是向廉价实用、无毒高效的方向发展。无机絮凝剂价格便宜,但对人类健康和生态环境会产生不利影响;有机高分子虽价格高一些,但絮凝剂用量少,浮渣产量少,絮凝能力强,絮体容易分离,除油及除悬浮物效果好,一般不存在二次污染,使用方便,应用前景诱人。

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