复配混凝剂理化特性及性能_图文(精)
混凝剂
混凝剂在20世纪初,用混凝剂进行工作的快滤池进入给水处理的实践中,其运转经验表明,混凝剂具有很高的消毒能力。
从最早使用的天然混凝剂到初级合成 AIC13、FeS04-7H20或硅系列混凝剂,再到现今使用的高聚合类混凝剂(如聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁PFS、PASS、聚丙烯酰胺PAM等),以及即将到来的生物混凝剂,人类使用混凝剂的过程也会经历一个从天然到合成再到天然的循环。
混凝方法也由简单的搅拌发展到精确控制搅拌的各种边界条件、混凝剂最适应用环境,进而形成许多的混凝理论,在水的净化处理过程起着重要的指导作用。
1 混凝剂的定义与分类1.1 混凝剂的定义目前关于混凝剂的定义有两种方法:一种是根据胶体粒子聚集阶段的不同,即胶粒的表面改性及胶粒的粘连,将起胶粒表面改性作用的药品称为凝聚剂,使胶粒粘连的药品称为絮凝剂,兼有上述各种功能的药品为混凝剂;另外一种定义比较简单,将混凝剂与絮凝剂不加区分,因为从机理上区分凝聚与絮凝有时很困难。
1.2 混凝剂的分类目前,絮凝剂的品种繁多,按其化学成分可分为无机和有机两大类。
无机类的品种较少,主要是铝和铁的盐类及其水解聚合产物,但在水和废水处理中的用量很大;有机类的品种很多,主要是高分子化合物,又可分为天然的及人工合成的两部分,但用量不如无机类大。
2 混凝剂在我国的发展现状混凝剂剂的开发主要集中在无机高分子絮凝剂(IPF)的复合与混凝机理的研究方面,并提出了自己的某些理论,在指导新型混凝剂的开发方面起到了一定的作用。
如汤鸿霄在 A113结构模型方面所做的研究与李圭白在利用 KMnO4去除微污染水中的腐殖质方面的研究都在国际上有一定的影响。
目前,我国无机混凝剂的品种比较齐全,但天然与人工合成有机高分子絮凝剂相对国外而言品种较少。
例如,常用的聚合高分子主要是聚丙烯酰胺系列化合物,电荷基本局限于阴离子聚丙烯酰胺及非离子聚丙烯酰胺型,而一些发达国家无论在给水还是在废水处理中,阳离子型不同种类的聚合高分子的应用均明显超过阴离子型及非离子型聚合高分子。
高效混凝剂技术说明
高效混凝剂技术说明一、理化性质:品名:高效混凝(破乳)剂(dd-1)本产品为我公司自主研发,外观为灰黄色粉末或者灰白色粉末,无色无味。
水溶液为褐色或者灰白色,水溶液PH显碱性,水溶液长时间静置会形成褐色或者灰色絮状沉淀,上清液澄清透明。
适用于含油乳化液废水、有色废水、含重金属废水或者悬浮物较多且难沉降的污水,使用时污水的进水PH应控制在5.0~11.0,最佳PH范围8.0~10.0。
本体粉末及水溶液实样:二、使用方法:推荐使用浓度为3%~4%水溶液,即每吨自来水中投加本品30~40Kg,搅拌30min后,方可使用,一般用量视废水情况每千吨水500KG~1吨。
注意事项:药剂水溶液配置过程中加药人员需佩戴好防尘口罩;不要在风口投加本品,以免造成不必要的粉尘;本品在投加过程中需边搅拌边投加。
原水预处理过程中建议配合硫酸亚铁溶液使用效果较好,并且注意药剂投加顺序,依次为原水、本品、其他无机混凝剂溶液,聚丙烯酰胺。
三、应用:本品对含油乳化液废水、硅酸盐、悬浮颗粒、高分子链化合物、有色高分子化合物的废水具有很好的吸附、絮凝作用;如含硅废水,印染有色废水,电子厂重金属废水等。
由于本品在水溶液中能行成交联网状结构,且能够很好的吸附大分子链化合物,所以对原水的CODcr有一定的去除率,COD去除率一般可达到20%~60%;实例:1、某印染厂产生的棕黄色和深褐色废水,加入本品后能够很好的起到脱色效果,预处理后上清液达到色度排放标准,并且不返色,不需要使用昂贵的脱色剂;COD去除率为57.8%,同时还降低了水体中N、P的含量。
效果图片:2、某光伏企业产生的含硅酸盐废水,固含量在3000mg/L,水体呈胶状悬浮状态,不沉淀,难絮凝,加入本品后能够很好的沉降,COD去除率为23.4%。
效果图片:3、乳化液破乳:某煤化工公司鲁奇炉炉型煤基合成油乳化废水,污水乳状,投加破乳剂和絮凝剂很难破乳,加入本品后能够很好的沉降,COD去除率为35%以上,进水COD为49000mg/L,出水COD在30000mg/L,进水油含量1600mg/L,出水30mg/L以下的水平,经过处理后废水透明,乳化状态完全消失。
复合型混凝剂
复合型混凝剂混凝剂是指能够使悬浮在水中的细小固体颗粒凝结成较大的团块,从而使水澄清的化学物质。
而复合型混凝剂是指由多种成分组成的混凝剂,它不仅具备普通混凝剂的功能,还能够处理一些特殊的水质问题。
复合型混凝剂可以广泛应用于水处理领域,用于处理各种水源。
例如,它可以被用于处理工业废水、生活污水、农业排水等。
复合型混凝剂的主要作用是将水中的悬浮物、胶体物质和有机物等污染物凝结成较大的团块,从而方便后续的沉淀、过滤和分离处理。
与传统的混凝剂相比,复合型混凝剂具有更高的凝聚效果和适应性。
复合型混凝剂的成分多种多样,常见的有无机盐类、聚合物、胶体颗粒等。
其中,无机盐类是常用的成分之一。
例如,铝盐类、铁盐类等可以与水中的磷、铵、硫化物等物质发生反应,形成较大的沉淀物,从而实现混凝的效果。
聚合物是另一种常见的成分,它可以通过与水中的颗粒物发生物理吸附来达到凝聚的目的。
此外,胶体颗粒也能起到一定的辅助凝聚作用。
复合型混凝剂的使用方法也比较简单。
通常情况下,只需将混凝剂加入水中,搅拌均匀即可。
在具体的应用中,可以根据水质的不同和处理的要求来选择合适的复合型混凝剂。
例如,对于含有高浓度有机物的水源,可以选择具有较强沉淀能力的复合型混凝剂;对于含有胶体物质的水源,可以选择具有较强吸附能力的复合型混凝剂。
复合型混凝剂的优点在于它能够同时解决多种水质问题。
传统的混凝剂往往只能处理特定的水质问题,而复合型混凝剂则能够针对不同的污染物进行针对性处理。
这使得复合型混凝剂在水处理过程中具有更高的灵活性和适应性。
然而,复合型混凝剂也存在一些不足之处。
首先,复合型混凝剂的成本较高,这使得它在一些应用场景中可能不太经济实用。
其次,复合型混凝剂的使用可能会对水体中的某些成分产生影响,从而引发新的污染问题。
因此,在使用复合型混凝剂时,需要谨慎选择合适的剂量和使用方法,以减少对水体环境的影响。
复合型混凝剂是一种具有多种成分的混凝剂,能够解决多种水质问题。
聚合氯化铝铁复合混凝剂
聚合氯化铝铁复合混凝剂聚合氯化铝铁复合混凝剂是一种常用的水处理剂,它由聚合氯化铝和聚合氯化铁两种混凝剂按一定比例混合而成。
聚合氯化铝铁复合混凝剂具有混凝速度快、沉淀效果好、处理效果稳定等优点,在水处理领域得到了广泛应用。
聚合氯化铝是一种常用的无机盐类混凝剂,它具有较强的絮凝性和沉淀性。
聚合氯化铁也是一种常用的无机盐类混凝剂,它与聚合氯化铝具有相似的絮凝性和沉淀性。
将两者按一定比例混合,可以充分发挥它们各自的优点,从而得到更好的混凝效果。
聚合氯化铝铁复合混凝剂主要用于水处理过程中的混凝、絮凝和沉淀过程。
其主要机理是通过电化学反应和物理吸附等作用使水中的悬浮物、胶体物质和溶解物质发生絮凝沉淀。
聚合氯化铝铁复合混凝剂的混凝过程可分为三个阶段:凝聚阶段、絮凝阶段和沉淀阶段。
在凝聚阶段,聚合氯化铝铁复合混凝剂与水中的悬浮物发生作用,形成较大的凝聚体。
这个阶段的目的是使悬浮物间的距离缩小,从而为后续的絮凝提供条件。
在絮凝阶段,凝聚体进一步结合形成较大的絮凝体。
这个阶段的目的是使细小的物质能够被聚合氯化铁沉淀。
在这个过程中,聚合氯化铁发挥了重要作用,通过与絮凝体发生吸附作用,使其更加稳定。
在沉淀阶段,絮凝体通过重力作用和悬浮液的流动沉淀到底部。
这个阶段的目的是将水中的悬浮物和溶解物质沉淀下来。
聚合氯化铝铁复合混凝剂在这个阶段发挥了沉淀剂的作用,能够有效地促进沉淀反应的进行。
聚合氯化铝铁复合混凝剂的用量和投加方式需要根据不同的水质和处理要求进行调整。
一般来说,单一的聚合氯化铝和聚合氯化铁的用量在0.5~1.0g/L之间,而聚合氯化铝铁复合混凝剂的用量可以适当增加到1.0~1.5g/L,以获得更好的处理效果。
投加方式可以选择间歇投加或连续投加,具体的选用哪一种方式需要根据具体的处理工艺和设备条件来决定。
除了对水质进行混凝处理外,聚合氯化铝铁复合混凝剂还可以用于废水处理、污泥脱水和土壤修复等领域。
在废水处理过程中,聚合氯化铝铁复合混凝剂可以有效地去除废水中的悬浮物、胶体物质和溶解物质,从而达到净化水质的目的。
絮凝剂复配
混凝剂和絮凝剂的复配
从一些相关的文献和材料看,主要用混凝剂和絮凝剂同时作用,来处理洗煤后高浓度的煤泥废水。
絮凝剂主要用聚丙烯酰胺。
分阳离子型、阴离子型和非离子型三种类型。
其中,效果最好的阳离子型聚丙烯酰胺,但其价格太贵,在经济上不适用。
非离子型和阴离子型的处理效果差不多,但总体来讲,非离子型要好。
非离子型聚丙烯酰胺的市场售价大约为8000元/吨(分子量为500万,一般情况,可能600-800万的效果更好,售价会相应有所提高)。
混凝剂主要有电石渣、石灰、氯化钙。
其中,氯化钙效果可能最好,但是氯化钙售价高,大约为850元/吨。
电石渣和石灰也能达到循环用水的要求和排放水的指标,而且售价相对较低。
石灰为100元/吨,电石渣主要考虑运费,电石渣为工业废渣,价廉,比石灰要低。
总体来讲,可能用电石渣在经济效益和生产需要上最为合理。
复配主要影响因素:混凝剂和絮凝剂的投放量,投放顺序,搅拌速度和时间,煤泥水的PH(酸碱性),SS(悬浮物含量),COD(化学需氧量)等(由于温度不易控制,不加讨论,忽略)。
要确定最佳处理条件,需要进行大量的实验。
所需要的实验器材主要有:酸度计、PH复配器、COD测定仪、分析天平、搅拌器、烘干机、干燥器、几种型号的烧杯、移液管、电泳仪、粘度计等。
综合经济效益要根据所需要投放的量和基本费用来具体确定。
未进行正式实验确定各项参数之前,只能大概估计可能用电石渣-PAM体系复配最经济(辽宁省晓明矿使用的这个体系)。
各种混凝剂的特点,适用条件,主要优缺点
混凝土和花鸟就像水处理的动态二重奏——他们是超级英雄,他们
冲进来拯救世界,把水里所有恶心的东西都扔掉。
凝固剂是制造混乱
的麻烦制造者,使得水中的所有颗粒都变得疯狂,并粘在一起的大块,称为浮囊。
但别担心,花鸟是终极的团队玩家,把这些杂乱的花鸟捆在一起,这样我们就可以轻易地把他们从水中挖出来。
这就像一个奇妙的水净化舞会,由凝胶剂和花生破坏他们的动作清理水!就像在
任何优秀的超级英雄故事里,都有一系列的凝固剂和浮囊剂,每一个都具有自己的特殊能力,并适合不同的水处理冒险。
当然,所以有些不同的化学品可以帮助清理水。
有铝,它很擅长清除漂浮在水和磷中的东西,但它可以使水的pH值上升。
之后还有可脱
色和重金属的Ferric 氯化物,即使在冷水中也能很好地发挥作用。
聚氯化铝是另一个真正多用途的氯化铝,可以用于很多不同的水情,特
别是用于处理废水。
至于花生,则有聚丙烯酰胺,对于各种水处理方
法来说是很好的,但必须小心处理,因为它可能有毒。
之后还有聚胺,有利于在水中消除有机和无机颗粒,还有奇托桑(chitosan),一种
天然的,可生物降解的软体,常用于使饮用水安全。
在为具体的水处理应用选择适当的凝固剂或浮囊剂时,必须彻底分析
水中的杂质类型以及水的pH值和温度,以便达到处理过程的预期效果。
对每一种凝固剂或浮凝剂的利弊进行综合评估对作出知情决定至
关重要。
在决策过程中也应认真考虑凝固剂或浮凝剂的成本和可用性。
水处理专业人员通过仔细评估这些因素,可以按照既定的原则和政策,选择最合适的凝固剂或漂浮剂,以有效改善水质。
复配絮凝剂在城市生活污水处理中的应用
复配絮凝剂在城市生活污水处理中的应用1. 引言- 城市生活污水对环境的影响和对治理的要求- 复配絮凝剂作为一种新型污水处理药剂的优势及应用前景2. 复配絮凝剂的组成和特点- 复配絮凝剂的化学组成及其作用机制- 复配絮凝剂的物理特性和化学特性3. 复配絮凝剂在城市生活污水处理中的应用- 复配絮凝剂的处理效果及其实验研究- 复配絮凝剂与传统处理方法的比较- 复配絮凝剂在实际生产中的应用案例4. 复配絮凝剂的应用展望及存在的问题- 复配絮凝剂的应用前景和发展趋势- 复配絮凝剂的存在问题和需要进一步解决的技术难点5. 结论- 复配絮凝剂在城市生活污水处理中的重要作用和前景- 进一步推广和应用复配絮凝剂的建议和措施。
引言随着城市化的不断发展和人口的不断增长,城市生活污水的处理问题日益突出。
污水处理的目的是保护环境和人类的健康,使废水或废弃物成为对环境没有或者极少损害的物品。
对城市生活污水的处理一直是环保领域中的一个重要研究方向。
现在主要的方法是传统的生化法,即利用微生物的代谢作用分解有机物质,处理出合格的污水供排放。
随着现代化水平的提高,生活中所产生的污水不断增长,以及有机污染物质的种类越来越多,生物法处理存在着一定的局限性。
为了能更好地去除生活污水中不可降解和难降解的有机污染物,采用絮凝剂协助去除这些污染物成为解决污水处理工艺的有效途径之一。
复配絮凝剂是一种新型的污水处理药剂,使用起来较为方便,效果良好,使用范围也较为广泛。
因此,这篇论文将探讨复配絮凝剂在城市生活污水处理中的应用。
第一章的主要内容包括:城市生活污水对环境的影响和对治理的要求;复配絮凝剂作为一种新型污水处理药剂的优势及应用前景。
一、城市生活污水对环境的影响和对治理的要求城市生活污水的处理工作已成为当今环保领域中的热点和难点之一。
城市生活污水中富含有机污染物质、重金属离子、营养元素和微生物等污染成分,其直接排放会给环境带来许多危害,对自然环境和人类健康产生严重的影响。
氯化镁复配硫酸铝混凝性能及絮体特性
第8卷第3期环境工程学报Vol .8,No .32014年3月Chinese Journal of Environmental EngineeringMar .2014氯化镁复配硫酸铝混凝性能及絮体特性李文朴郭晓玉封娜赵建海刘诗雨(天津城建大学环境与市政工程学院,天津市水质科学与技术重点实验室,天津300384)摘要在研究氢氧化镁混凝特性的基础上,复配氯化镁和硫酸铝作为混凝剂,以高岭土配水水样为研究对象,运用iPDA 在线监测技术对混凝过程絮体形成进行监测,探讨了单独使用氯化镁和硫酸铝以及二者复配使用的混凝效果和絮体特性,确定复配使用的各种条件。
结果表明,对于浊度20NTU ,pH 11.5的高岭土配水水样,氯化镁、硫酸铝最佳投加量分别为7.2mg /L (Mg 2+计)和3mg /L (Al 3+计);硫酸铝跟氯化镁复配使用时,先投加硫酸铝,间隔30s 后投加氯化镁,混凝效果较好;在镁离子最佳投加量7.2mg /L 时,铝和镁最佳质量比在1ʒ3 1ʒ2之间;镁铝复配时其FI 值明显大于单独作用时,即絮体尺寸大小:二者复配>硫酸铝>氯化镁,而且复配条件下Zeta 电位值在零电势左右浮动,浮动范围小,更利于聚集沉淀;镁铝复配时发生了协同效应,弥补了单独使用氯化镁混凝过程的不足。
关键词氢氧化镁混凝絮体镁铝复合物中图分类号X506文献标识码A文章编号1673-9108(2014)03-0983-07Coagulation performance and floc properties of magnesiumchloride combining with aluminium sulfateLi WenpuGuo XiaoyuFeng NaZhao JianhaiLiu Shiyu(Tianjin Key Laboratory of Aquatic Science and Technology ,School of Environmental and Municipal Engineering ,Tianjin Chengjian University ,Tianjin 300384,China )Abstract On the basis of magnesium hydroxide coagulation performance ,magnesium chloride combiningwith aluminium sulfate as coagulants were used to investigate the coagulation process of kaolin water sample by on-line intelligent particle dispersion analyzer (iPDA ).The coagulation performance and floc properties were in-vestigated using single and combined coagulants and the operational conditions were also determined.The results showed that the optimum dosages for magnesium ion and aluminium ion at 20NTU and pH 11.5were 7.2and 3mg /L ,respectively.Using magnesium chloride together with aluminium sulfate as combining coagulants ,coagula-tion performance and floc properties were better when magnesium chloride addition was preceeded by aluminium sulfate addtion at an interval of 30s.The optimum quality ratio range was 1ʒ3 1ʒ2for aluminium vs magnesium when the optimum dosage for magnesium ion was 7.2mg /L.FI value for combing addition was greater than sin-gle condition ,the change of Zeta potential was close to zero favoring better coagulation and sedimentation and the change range was not obvious.The synergistic effect which occurred at combining magnesium chloride with alu-minium sulfate could make up for the deficiency of magnesium chloride solely.Key words magnesium hydroxide ;coagulation ;floc ;compound Mg-Al hydroxides基金项目:天津市自然科学基金资助项目(10JCYBJC05700)收稿日期:2013-02-01;修订日期:2013-04-03作者简介:李文朴(1978 ),女,硕士,讲师,主要研究方向:水处理技术。
聚合氯化铝复配絮凝剂的絮凝性能
控制,很难得到聚集能力(聚合度)相同的产品[1]。铁 盐絮凝剂不仅安全无毒,可避免二次污染,而且还有 混凝能力强、矾花大、沉降快、水温和 pH 适应范围 广、价格便宜等特点[2]。但其腐蚀性强,对设备要求 高,且铁盐絮凝剂中的 Fe3+与水中腐殖质等有机物 可形成水溶性污染物,使自来水带色[3]。
有机高分子絮凝剂可分为人工合成高分子絮凝 剂、天然高分子絮凝剂和微生物高分子絮凝剂三类。 人工合成高分子絮凝有一定量的残余单体,不可避 免地带来毒性,且存在难生物降解、价格偏高等缺 点,因而其应用受到了限制[4]。天然高分子絮凝剂的 研究开发尽管逐渐得到重视,但此类絮凝剂存在电 荷密度小,分子量低,易发生生物降解而失去混凝活 性等缺点,其应用少于合成高分子絮凝剂。微生物絮 凝剂的混凝能力受被混凝物质性质的影响极大[5],
采用三因素二水平设计正交试验因素分别为packmno水合二氧化锰配比正交试验结果与分析tab1resultsndanaysisorthogonatst对复配絮凝剂各成分比例的正交试验结果进行分析发现三者在出水平均浊度及toc等方面的影响从大至小依次是packmno26复配絮凝剂的反应速度在水处理工程中混凝速度是一个非常重要的问题因为它涉及到工程实施的可能性和经济性
2.2 KMnO4 的强化混凝效果
图 2 为 PAC 投加量为 15 mg / L 时,KMnO4 强化 混疑效果。
浊度去除率 / % TOC 去除率 / %
94
34
92
32
30 90
28
88
26
86
24
84
22
浊度去除率
20
82
TOC 去除率
18
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
混凝剂和助凝剂的作用机理详解和应用方法
混凝剂和助凝剂的作用机理详解和应用方法化学混凝所处理的对象,主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。
大颗的悬浮物由于受重力的作用而下沉,可以用沉淀等方法除去。
但是,微小粒径的悬浮物和胶体,能在水中长期保持分散悬浮状态,即使静置数十小时以上,也不会自然沉降。
这是由于胶体微粒及细微悬浮颗粒具有"稳定性"。
1.胶体的稳定性根据研究,胶体微粒都带有电荷。
天然水中的粘土类胶体微粒以及污水中的胶态蛋白质和淀粉微粒等都带有负电荷,其结构示意图见(图8-1)。
它的中心称为胶桉。
其表面选择性地吸附了一层带有同号电荷的离子,这些离子可以是胶校的组成物直接电离而产生的,也可以是从水中选择吸附H+或OH-离子而造成的。
这层离子称为胶体微粒的电位离子,它决定了胶粒电荷的大小和符号。
由于电位离子的静电引力,在其周围又吸附了大量的异号离子.形成了所谓"双电层"。
这些异号离子,其中紧靠电位离子的部分被牢固地吸引着.当胶核运行时,它也随着一起运动,形成固定的离子层。
而其他的异号离子,离电位离子较远,受到的引力较弱,不随胶核一起运动,并有向水中扩散的趋势.形成了扩散层。
固定的离子层与扩散层之间的交界面称为滑动面。
滑动面以内的部分称为胶粒,胶粒与扩散层之间,有一个电位差。
此电位称为胶体的电动电位,常称为∫电位。
而胶核表面的电位离子与溶液之间的电位差称为总电位或∮电位。
胶粒在水中受几方面的影响:①由于上述的胶粒带电现象,带相同电荷的胶粒产生静电斥力,而且∫电位愈高,胶粒间的静电斥力愈大;②受水分子热运动的撞击,使微粒在水中作不规则的运动,即"布朗运动;"③胶粒之间还存在着相互引力--范德华引力。
范德华引力的大小与胶粒间距的2次方成反比,当间距较大时,此引力略去不计。
一般水中的胶粒∫电位较高。
其互相间斥力不仅与∫电位有关,还与胶粒的间距有关,距离愈近,斥力愈大。
而布朗运动的动能不足以将两颗胶粒推近到使范德华引力发挥作用的距离。
新型高效复合混凝剂PFCG简介
新型高效复合混凝剂PFCG简介随着我国人口的增长和工农业的发展,尤其是化学工业的发展,环境问题日益突出。
工业废水和生活污水的大量排放,已经对水体造成了严重的污染,对国民经济的发展和人们生活与健康造成了严重的影响。
治理水体污染,保护环境,已经成为我国的一项基本国策。
利用混凝净水剂对工业废水进行净化处理是水处理中最常采用的一种方法。
高效复合混凝剂PFCG等无机高分子净水剂是河南大学环境工程设计研究中心李明玉博士等研制成功的。
项目组于90年代初开始了用铝土矿和含铁工业废渣等为主要原料研制聚合铝、铁等无机高分子净水剂的研究工作,近十年来经过我们的不懈努力,先后开发研制了聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁PFS、聚合氯化铁PFC等聚铝铁混凝剂系列产品。
经对原聚合氯化铁进行改进,又研制了改性聚氯化铁和高效复合混凝剂PFCG,并成功地进行了中间试验。
在水处理过程中,用中试产品处理吨水成本的性能价格比,明显优于目前市场上的聚合硫酸铁和聚合氯化铝。
此外,项目组开发研制的最新复合净水剂系列产品LMY-X,具有较低的成本、更简单的生产工艺和很好的水处理效果,非常适用于低温低浊原水除浊、印染废水脱色、高浊度工业废水和造纸中段水等处理。
该新型高效无机高分子净水剂的研制成功和在水处理中的应用,将有力地推动我国环保事业进一步向前发展。
高效复合混凝剂PFCG和LMY系列净水剂是继聚合氯化铝和聚合硫酸铁之后的新一代高效无机高分子混凝剂。
它的应用范围广阔,既可以用于城市自来水原水的净化(LMY系列),又可以用于各种工业废水(皮革、造纸、油田、印染、味精、制药、日化、炼油、酒类以及其它许多化工生产过程中排放的废水)、城市综合污水和污泥脱水的处理。
具有去除COD、BOD、SS、降低色度和除去重金属等作用。
Cr(1) 高效复合混凝剂PFCG作为一种新型混凝剂,在水处理的应用中具有明显的优越性。
它与一般的无机混凝剂硫酸铝、硫酸亚铁、明矾和聚合氯化铝等相比,具有对原水质的pH 要求宽,混凝能力强,沉降速度快,生产成本低的优点。
混凝剂的作用机理
混凝剂的作用机理聚氯化铝(PAC)聚丙稀酰胺(PAM)水处理中常用的混凝剂。
混凝机理:1、压缩双电层:胶团双电层的构造决定了在胶粒表面处反离子的浓度最大,随着胶粒表面向外的距离越大则反离子浓度越低,最终与溶液中离子浓度相等。
当向溶液中投加电解质,使溶液中离子浓度增高,则扩散层的厚度减小。
当两个胶粒互相接近时,由于扩散层厚度减小,ξ电位降低,因此它们互相排斥的力就减小了,也就是溶液中离子浓度高的胶间斥力比离子浓度低的要小。
胶粒间的吸力不受水相组成的影响,但由于扩散层减薄,它们相撞时的距离就减小了,这样相互间的吸力就大了。
可见其排斥与吸引的合力由斥力为主变成以吸力为主(排斥势能消失了),胶粒得以迅速凝聚。
这个机理能较好地解释港湾处的沉积现象,因淡水进入海水时,盐类增加,离子浓度增高,淡水挟带胶粒的稳定性降低,所以在港湾处粘土和其它胶体颗粒易沉积。
根据这个机理,当溶液中外加电解质超过发生凝聚的临界凝聚浓度很多时,也不会有更多超额的反离子进入扩散层,不可能出现胶粒改变符号而使胶粒重新稳定的情况。
这样的机理是藉单纯静电现象来说明电解质对胶粒脱稳的作用,但它没有考虑脱稳过程中其它性质的作用(如吸附),因此不能解释复杂的其它一些脱稳现象,例如三价铝盐与铁盐作混凝剂投量过多,凝聚效果反而下降,甚至重新稳定;又如与胶粒带同电号的聚合物或高分子有机物可能有好的凝聚效果:等电状态应有最好的凝聚效果,但往往在生产实践中ξ电位大于零时混凝效果却最好……等。
实际上在水溶液中投加混凝剂使胶粒脱稳现象涉及到胶粒与混凝剂,胶粒与水溶液,混凝剂与水溶液三个方面的相互作用,是一个综合的现象。
2、吸附电中和:吸附电中和作用指粒表面对异号离子,异号胶粒或链状离分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了它的部分电荷,减少了静电斥力,因而容易与其它颗粒接近而互相吸附。
此时静电引力常是这些作用的主要方面,但在不少的情况下,其它的作用了超过静电引力。
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第7卷第12期环境工程学报Vol.7,No.122013年12月Dec .2013复配混凝剂理化特性及性能蒋绍阶1盛贵尚1*黄新丽2向平1冯欣蕊1(1.重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆400045;2.重庆市规划设计研究院四川分院,成都610031)摘要用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM )、聚合氯化铝(PAC )按照质量比1%制备了复配混凝剂,研究了其理化特性及原水污染物去除效果。
利用Al-Ferron 逐时络合比色法研究了复配混凝剂的铝(Ⅲ)形态分布,结果表明,Al a 、Al b 和Al c 分别占12.62%、16.02%和71.36%。
复配混凝剂Zeta 电位平均值为41.6mV 。
红外吸收光谱分析表明复配混凝剂的羟基缔合程度比PAC 要高。
扫描电镜结果表明,固体复配混凝剂表面较为粗糙、结构疏松。
相同投加量时,复配混凝剂对江河水、水库水的浊度、COD Mn 、UV 254的去除效率均优于PAC 。
实验利用针杆藻人工模拟高藻原水,当投加PDMʒ PAC 质量比10%的复配混凝剂10mg /L时,复配混凝剂对藻类的去除率为80.5%。
关键词聚合氯化铝(PAC )聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM )复配混凝剂强化混凝中图分类号X703文献标识码A文章编号:1673-9108(2013)12-4683-06Physico-chemical properties and performance of composite coagulantsJiang Shaojie 1Sheng Guishang 1Huang Xinli 2Xiang Ping 1Feng Xinrui 1(1.Faculty of Urban Construction &Environmental Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400045,China ;2.Chongqing Planning &Design Institute Sichuan Branch ,Chengdu 610031,China )Abstract The composite coagulants were prepared by poly (dimethyldiallylammonium chloride )(PDM )and poly aluminum chloride(PAC )at mass ratio of 1%in this study.Researchon physico-chemical propertiesof composite coagulants was done ,and removal efficiency of pollutants in raw water with composite coagulants was also investigated.Aluminum species distribution of composite coagulants was investigated by Al-Ferron com-plexation timed spectrophotometry.The result shows that proportions of Al a ,Al b and Al c were 12.62%,16.02%,71.36%,respectively.The average Zeta potential of composite coagulants was 41.6mV.The level of hydroxyl radical association of composite coagulants was higher than PAC ,when infrared absorption spectrograms of compos-ite coagulants and PAC were compared.The result of scanning electron microscope test revealed that composite co-agulants had coarse surface and loose microstructure.The removal rate of turbidity ,COD Mn and UV 254with compos-ite coagulants was higher than with PAC ,when coagulant dosage was same in treatment of river and lake water.Simulated algae-rich water was prepared by Synedra ,composite coagulants were prepared by PDM and PAC at massratio of 10%,removal rate of algae was 80.5%when the dosage of composite coagulants was 10mg /L.Key words polyaluminium chloride (PAC );poly (dimethyldiallylammonium chloride )(PDM );compos-ite coagulants ;enhanced coagulation基金项目:国家水体污染控制与治理重大专项(2009ZX07424-004);国家科技支撑计划项目(2012BAJ25B06-001)收稿日期:2012-12-24;修订日期:2013-02-23作者简介:蒋绍阶(1956 ),男,博士,教授,博导,研究方向:给水处理理论与技术。
E-mail :szhjzx@126.com *通讯联系人,E-mail :mastergold_1986@163.com随着社会和经济的发展,上游水生态环境的改变,同时受农业面源污染和城市初期雨水污染的影响,嘉陵江受到不同程度的污染,尤其是有机物污染,主要含有直链烷烃及其衍生物、芳香族化合物、腐植酸等[1]。
2011年4月,嘉陵江发生了持续两周的硅藻爆发,藻类数量高达350ˑ 104 400ˑ 104cells /L,其中尖针杆藻占藻类总数的70% 80%[2]。
嘉陵江作为重庆市主城区重要饮用水水源之一,其水质好坏影响到居民的生活质量。
随着《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的颁布,对净水厂出水水质提出了更加严格的要求。
在常规水处理工艺的基础上,强化混凝能够有效去除水中天然有机物(NOM )、藻类,同时可以控制消毒副产物[3,4]。
含藻废水处理方法主要包括物理法、化学法、生物法及各种方法的组合[5]。
聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM )是一种水溶环境工程学报第7卷性阳离子型高分子聚合物,具有分子量高、阳离子电荷密度高、静电中和能力和吸附架桥能力强、投加量小和产泥量少等优点[6];同时也存在价格高、最佳投药范围窄、水处理成本高等缺点。
PDM 单独对原水进行混凝处理时,效果不如铝系、铁系混凝剂;在水处理中PDM 常被用作助凝剂,助凝效果受原水水质的影响较大。
由于无机-有机复合混凝剂兼备了无机混凝剂和有机混凝剂的优点,其在混凝除浊方面受到国内学者的青睐[4-8]。
PSF /PDM[7]、PAC /PDM [8]是2种常见的无机-有机复合混凝剂,其在给水处理领域具有较好的应用前景。
本研究采用聚合氯化铝(PAC )与聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM )进行复配,考察了复配混凝剂的Zeta 电位、红外吸收光谱、铝(Ⅲ)形态分布,利用扫描电镜表征了复配混凝剂固体微观表面结构;同时利用复配混凝剂对江河水、水库水的浊度、COD Mn 、254nm 吸光度(UV 254)去除率及藻类去除效果展开试验,为复配混凝剂的应用提供基础资料。
1材料与方法1.1实验原水实验所用原水为江河水、水库水。
江河水取自嘉陵江下游某水厂取水口,水库水取自渝北区东方红水库。
原水取样时间为2012年1月,实验期间原水水质平均值见表1。
表1原水水质特征Table 1Water qualities of raw water项目江河水水库水温度(ħ )9.810.3pH (无量纲)7.847.43浊度(NTU )307.73COD Mn (mg /L)3.74.56UV 254(cm -1)0.0940.0821.2实验药剂聚合氯化铝(PAC )(Al 2O 3含量29.4%,盐基度88.3%)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM )(固体含量38%,特征粘度80 140mL /g)、Ferron 试剂(分析纯)。
1.3实验方法pH 、温度采用sensION3便携式pH 计(HACH ,美国)测定;浊度采用ZBX-4型便携式浊度仪(HACH ,美国)测定;UV 254采用DR5000台式紫外可见分光光度计(HACH ,美国)测定;COD Mn 采用GB11892-89标准方法测定;Zeta 电位采用Nano ZS90纳米粒度电位分析仪(马尔文,英国)测定;红外吸收光谱采用AVATAR370傅立叶红外光谱仪(Nicolet ,美国)测定;混凝剂微观表面结构采用S-3400N 型扫描电镜(Hitachi ,日本)表征;利用Al-Ferron 逐时络合比色法[9,10]表征混凝剂的铝(Ⅲ)形态分布。
藻类计数采用血球计数板法[11]。
实验过程中PDM 、PAC 按照质量比进行复配。
除了藻类去除实验时采用PDMʒ PAC 质量比10%的复配混凝剂以外;研究复配混凝剂理化特性及去除江河水、水库水污染物性能的实验,均采用PDMʒ PAC 质量比1%的复配混凝剂。
实验过程中混凝剂投加方式采用湿式投加。
采用ZR4-6型混凝实验搅拌机对原水进行序批试验,首先向烧杯中加入1L 原水,然后投加复配混凝剂或者PAC ,快速搅拌2min (搅拌速度300r /min ),慢速搅拌15min (搅拌速度50r /min),静置40min 后取上清液,分别测定浊度、COD Mn 、UV 254。
2结果与讨论2.1复配混凝剂理化特性2.1.1Zeta 电位胶体颗粒的脱稳状态与投加混凝剂的荷电情况密切相关,Zeta 电位能够较好的表征混凝剂的电动性[12]。
复配混凝剂、聚合氯化铝的Zeta 电位值见表2。
表22种混凝剂Zeta 电位Table 2Zeta potential of two different coagulants(mV )混凝剂实测值1次2次3次平均值聚合氯化铝3837.638.838.2复配混凝剂41.541.641.741.6由表2可知,当PDMʒ PAC 按质量比1%复配之后,复配混凝剂的Zeta 电位较PAC 提高了3.4mV ,Zeta 电位平均值为41.6mV 。