絮凝原理
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1絮凝原理
餐饮废水中污染物主要以胶体形式存在。胶体本身既具有巨大的表面自由能、有较大的吸附能力,又
具有布郎运动的特性,从而颗粒间有较多碰撞的机会,似乎可以粘附聚合成大的颗粒,然后受重力作用而下沉。但是由于同类的胶体微粒带着同性的电荷,它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大颗粒;其次,带电荷的胶粒和反离子与周围的水分子发生水化作用,形成一层水化壳,也阻碍各胶粒的聚合。投加铝盐等无机盐后,发生金属离子水解和聚合反应过程,被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩
双电层、降低Z电位,使胶粒间最大排斥能降低,从而使胶粒脱稳[1]。
使用无机盐絮凝剂处理的同时,有机高分子也常作絮凝剂使用。高分子絮凝剂有较好的架桥和吸附作
用,和无机盐絮凝剂共同使用可以加快反应速度,提高处理效果。
2实验方法
絮凝剂配成1g/L的溶液。烧杯搅拌实验在磁力搅拌器上进行,每次实验水样为200mL,水样取自某星级宾馆的餐饮废水,经初沉后用0.1mol/L稀盐酸和0.1mol/L氢氧化钠精确调pH值到要求值。操作程序为:在快速搅拌下投加絮凝剂反应2min后,改变搅拌速度为慢速,继续搅拌10min,静沉20min后,距上液面
约5cm处吸取部分上清液测定剩余浊度及CODcr。
3结果与讨论
3.1絮凝剂的选择
各种絮凝剂的用量为2mL,试验温度为22〜29'C,取絮凝处理后的上清液,测定CODcr及浊度,结果
见表1。
表
注:原水水质指标为
从表1可以看岀,分别采用碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铝钾+聚丙烯酰胺处理餐饮废水,其中硫酸铝钾+聚丙烯酰胺去除废水CODcr效果最好,这说明单独使用一种无机盐作絮凝剂,效果不如复合絮凝剂使用效果好,为此选用硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作絮凝剂。
3.2絮凝条件的优化
确定了硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作为絮凝剂后,对最佳絮凝条件进行摸索试验。
从图1中可看岀,随着加药量的增加,絮凝后浊度呈现先增加,后降低,再增加的趋势,说明加药量
不是越多越好,其最佳投药量为:200mL水样加入3.2mL硫酸铝钾+聚丙烯酰胺。确定了最佳投药量后,在此基础上实验确定最佳pH值,结果如图2。沉淀速度与pH的关系曲线见图3。
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从图2中可以看出,随着pH值的增大,上清液浊度减小,最佳pH值为9左右。而且从图3可以看出
pH值增大时,沉淀速度加大。
总的来说,加药量、pH值的变化对浊度的去除有很大影响,随着pH值的变大,浊度降低的同时,沉
淀速度也大大提高。这说明,pH值变大时,絮体矶花形成速度在提高。随着矶花的聚集,依靠重力,矶花迅速沉降下来,削弱了胶体的Z电位,从而起到压缩双电层的脱稳和吸附架桥作用。
单独使用一种无机絮凝剂,CODcr去除率不高,并且矶花形成的速度比较慢,矶花也比较小,较难进
行固液分离,絮体难以回收处理。而使用复合混凝剂,CODcr去除率很高,矶花比较大,沉降速度快,固
液分离快,处理起来比较方便。从而说明了有机絮凝剂的分子链上带有电荷,具有一定的压缩微颗粒表面比电层作用,但其主要功能是吸附”和架桥”作用,它可以起助凝剂的作用。无机絮凝剂的加入改善了废
水中的电荷分布,有机絮凝剂的加入对带有电荷的胶体颗粒进行吸附中和,并通过架桥絮凝"作用形成大
而结实的絮凝体。因而复合使用有机和无机絮凝剂可以有效地提高CODcr去除率,使絮凝后的水易于继续
处理,絮体易于脱水。
4结论
①硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作絮凝剂可明显降低餐饮废水的CODcr及其浊度。CODcr■去除率可达到83.3 %,
浊度去除可达到76.9 %。
②碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铝钾+聚丙烯酰胺6种絮凝剂对餐饮废水
絮凝处理的效果都比较好。其中硫酸铝钾+聚丙烯酰胺处理效果最好。其最佳投药量为:每1L水样加入1g/L
的复合絮凝剂16mL,最佳pH值为9左右。
参考文献:
[1]顾国维.水污染治理技术研究[M]、上海:同济大学出版社,1997.
[2]顾夏声.水处理工程[M].北京:清华大学出版社,1985.
作者简介:尹艳华(1968〜),女,黑龙江密山人,南京理工大学化工学院
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99级硕士研究生
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