混凝影响因素

提高混凝效果的方法
• 活性泥渣重复使用 • 在澄清池内，活性泥渣的循环可以认为是 重复使用的一种方式。 • 混凝剂投加方式： • 为了提高混凝效果，尽量减少混凝剂用量， 投加方式也可以进行研究。不必固守传统 的一次投加方式。 • 有研究表明：有时多次投加混凝剂，可减 少药剂量５０％。
混凝剂的种类
• 处理河水（用于自来水）铝盐的投加量是 5-20 mg/L 。 • 处理COD高达10000 mg/L的工业废水，铝 盐投加量可能高达1500 mg/L 。 • 处理垃圾渗滤液，有时用铁盐有效，有时 铝盐好一点，但投加量将高达2000 mg/L。
提高混凝效果的方法
• 投加高分子助凝剂 • 当单独使用混凝剂不能达到应有的混凝效 果或为了节省混凝剂用量时，可投加少量 高分子助凝剂来提高效果。常用的助凝剂 有：活性硅酸、PAM、CG-A、动物胶，海 藻酸钠等。 • 投加酸、碱药剂。 • 投加酸、碱的目的是调整pH值与碱度。
水中杂质和水力条件影响
• 从胶体亲水性质而言，水中有机物亲水胶 体含量高时，混凝比较困难，一般需要投 加较多的混凝剂。粘土类矿物胶体混凝比 较容易。 • 混凝剂投入水中后，必须创造适宜的水力 条件使混凝作用顺利进行。 • 混凝分两个阶段，第一阶段称混合；第二 阶段称絮凝。对搅拌强度要求不同。
不周水质的药剂投加量
天然高分子絮凝剂
• 使淀粉与N，N——二乙基氨基氯化物或 2，3——氧撑丙基三甲基氯化铵反应， 即可制得阳离子淀粉。将淀粉与阳离子 单体作用也能制得阳离型淀粉絮凝剂。 • 阴离子型淀粉可通过淀粉与氢氧化钠的 作用或者干淀粉与磷酸钠在100C以上的 反应来制备。 • 甲壳质为水可溶阳离子型多糖，可以用 水生动物的壳作原料来生产。
提高混凝效果的方法
• 投加氧化剂 • 当水中含有较多亲水性有机胶体及有机 污染物时，单纯使用铝盐或铁盐混凝剂 不但处理效果差，而且耗量高。 • 使用氧化剂对原水进行预处理，可以破 坏亲水有机杂质的稳定性，从而使混凝 易于进行。混凝剂用量可以减少。 • 氧化剂还可使水处理构筑物保持良好的 卫生条件。
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强阳离子有机絮凝剂
• 双氰胺-甲醛阳离子絮凝剂：分子量不算太 大，约10000左右，但离子性好！ • 它受废水的PH值影响少，处理效果稳定。 • 1999年我申请并获得了国家发明专利。 • 目前广泛应用的脱色剂就是以它为主体的 药剂，在广东市场仍有应用。 • 我们也有相关的工业化产品。 • 2010年，我们又开发了一种更强的脱色剂。
人工合成有机高分子絮凝剂
• 阳离子型聚电解质主要是分子重复单元中 含有正电荷的氨基，亚氨基或季铵基的水 溶性聚合物。 • 主要品种有：二甲基二烯丙基氯化铵与丙 烯酰胺的共聚物或均聚物。 • 高分子量阳离子聚电解质由自由基加成反 应制备，低分子量阳离子型聚电解质由缩 聚反应合成。
人工合成有机高分子絮凝剂
• 混凝剂的品种目前不下二三百种。 • 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二部分，但 用量不如无机类大。
常用无机混凝剂
• 铝盐：潜在问题是其对生物体的影响。 • 什么常见食品中铝盐含量比较高？
• 非离子型聚电解质的主要品种为末水解的 高分子量聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯。 • 聚丙烯酰胺是用量最大的人工合成有机高 分子絮凝剂。 • 聚电解质的毒性与合成其的单体的残留时 有密切关系。
天然高分子絮凝剂
• 天然高分子絮凝剂的主要品种有：淀粉类， 半乳甘露聚糖类、纤维素衍生物类、微生 物多糖类、及动物胶类等五大类。 • 在淀粉（或水溶性多聚糖）分子结构中引 入带电基团能减少其在水处理中的投放剂 量，改善其分子在水中的伸展及分散情况。 • 由于淀粉不是线型结构，其作为絮凝剂的 应用性能一般不会太好。
• 硫酸铝、明矾、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合含硫氯化 铝，聚合含磷氯化铝等。
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铁盐： 三氯化铁，聚合硫酸铁。 其它 水解硅酸、聚合铝铁等。 目前广州市场上９０％ 以上的聚铝是聚合铝铁。
二性金属盐差不多都可作混凝剂
• Cr3+，Mg2+，Ca2+，Fe3+，Zn2+等都可作 混凝剂。 • 但有些金属有毒，如Cr3+是不能用于水处理 的。 • 每个金属盐作为混凝剂时，都有其最佳的 PH值，而其最佳的PH值，往往是其在水中 溶解度最低点。
人工合成有机高分子絮凝剂
• 从60年代以来，人工合成有机高分子絮 凝剂已在给水和废水处理及污泥调理中 得到广泛应用。 • 在水和废水处理中，使用较多的是阳离 子型、阴离子型和非离子型聚电解质， 两性型聚电解质使用较少。 • 阴离子型聚电解质主要是重复单元中包 含羧基、磺基等阴离子基团的水溶性聚 合物。如：部分水解聚丙烯酰胺。
水的碱度影响
• 铝盐和铁盐混凝剂投入水中后，由于水解 作用，水中氢离子浓度增加，pH降低。 • 原水碱度足够时，混凝剂水解就能顺利进 行。 • 若原水碱度不足，可能使水解受到抑制， 应向水中投加碱性物质。 • 水中的碱度是由哪些离子提供的？
水温影响
• 水温对混凝效果的影响十分显著，水温每 降低10℃，混凝速度要降低1-2倍，而且形 成的絮凝体细小而松散，沉淀差。 • 水的粘度随水温降低而增大。 • 水温低时，混凝剂水解困难。 • 当水温低时，铝盐水解产物与水中胶体的 粘附强度减弱。 • 水的pH值也与水温有关。
氧化耦合絮凝剂
• 肖锦教授前几年提出氧化耦合絮凝剂 的理念就是氧化剂与絮凝剂混合使用， 发挥其相互增效作用。 • 并有相应论文发表。 • 在印染厂二级处理出水的进一步处理， 使用此絮凝剂，可使ＣＯＤ再降低５ ０％左右。 • 还有继续研究发展的空间。
提高混凝效果的方法
• 接触絮凝方法： • 当原水浊度较低时，除了采用助凝剂促 进水中胶体和悬浮物混凝以外，还可采 用高浓度泥渣的接触絮凝方法和微絮凝 过滤法。 • 国外有采用活性砂或无烟煤作为接触絮 凝介质来代替澄清池内的泥渣。 • 采用活性砂优点：絮凝速度快，絮粒密 度高。
混凝效果影响因素及改善 措施
汪晓军 cexjwang@scut.edu.cn
pH值的影响
• 影响混凝效果的因素十分复杂，其中包 括混凝剂的品种、性质、水质、水温及 水力条件等。 • pH值对金属盐混凝剂的混凝作用影响较 大，对高分子混凝剂影响较小。 • 聚合氯化铝PAC，及其它高分子混凝剂 的混凝作用受水的pH值影响要比相应的 无机盐小得多。
Ksp 的影响
• 氢氧化铁溶解度较氢氧化铝低，适用的pH 值范围较宽。 • 氢氧化铁的Ksp值是：4 ˣ 10 -38 • 氢氧化铝的Ksp值是：1.3 ˣ 10 -33
pH值的影响
• 以铝盐为例： • 当水的pH值偏低时，水中主要存在正电 荷聚合离子，对水中负电荷胶体起吸附 中和作用，但可能出现胶体再稳现象。 • 当水pH值在5.5 - 7.5范围内时，水中正 电荷聚合离子平衡浓度较低，而Al（OH） 3对水中胶体起网捕作用。 • 当pH值大于8时，水中主要是Al（OH） - 负离子，不能起电荷中和作用，混凝 4 效果差。