|
一、工業(yè)生產(chǎn)中常見的一些藥劑:
1. 水處理藥劑:緩蝕阻垢劑:如HEDP、ATMP等,用于防止設(shè)備管道結(jié)垢腐蝕。殺菌滅藻劑:包括氧化性殺菌劑(如氯、次氯酸鈉、二氧化氯、高錳酸鉀等)和非氧化性殺菌劑(如異噻唑啉酮、戊二醛等),用以控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的微生物滋生。 絮凝劑與助凝劑:丙烯酰胺、聚合氯化鋁等,用于污水處理過程中的固液分離和沉淀澄清。軟水處理藥劑:降低原水硬度,減少水垢生成。
2. 環(huán)保藥劑:水質(zhì)凈化劑:例如高錳酸鉀,除了消毒外,還用于去除水中有機物或還原性物質(zhì)。 污水處理藥劑:包括絮凝劑、破乳劑、脫色劑、重金屬捕捉劑等,應(yīng)用于工業(yè)廢水處理中不同環(huán)節(jié),實現(xiàn)污染物的去除或轉(zhuǎn)化。 3. 化工生產(chǎn)藥劑:氧化劑與還原劑:如高錳酸鉀作為氧化劑參與某些化工反應(yīng)。 酸堿中和劑:用于調(diào)節(jié)PH值,確保工藝條件穩(wěn)定。 清洗劑:對生產(chǎn)設(shè)備進行清洗除垢時所使用的各類化學(xué)清洗劑。 4. 其他特殊用途藥劑:預(yù)膜劑:在設(shè)備啟動初期形成保護膜,防止金屬表面腐蝕。助劑:在特定生產(chǎn)過程中提高主反應(yīng)效率或改善產(chǎn)品性能的各種輔助化學(xué)品。 5. 養(yǎng)殖業(yè)用藥劑:消毒劑:比如高錳酸鉀也可用于養(yǎng)殖場的消毒工作。 工業(yè)藥劑涵蓋面廣,種類繁多且各有專門用途,主要目標(biāo)是保證生產(chǎn)工藝的順利進行、產(chǎn)品質(zhì)量提升以及符合環(huán)保法規(guī)要求的廢棄物排放標(biāo)準(zhǔn)。 二、水處理常用藥劑的大致分類: 1. 絮凝劑(Coagulants):如鋁鹽(硫酸鋁)、鐵鹽(聚合氯化鐵)、無機高分子絮凝劑(PAC,聚合氯化鋁)、有機高分子絮凝劑(PAM,聚丙烯酰胺)等,主要用于凝聚水中微小顆粒,形成易于沉淀的大絮體,以去除懸浮物、色度、部分重金屬離子等。 2. 助凝劑(Flocculants 或 Coagulant Aids):配合絮凝劑使用,增強絮凝效果,促進絮體快速形成并增大,例如某些類型的聚丙烯酰胺等高分子材料。 3. 阻垢劑(Scale Inhibitors):阻止水中的硬度離子在加熱設(shè)備表面結(jié)晶沉積形成水垢,比如HEDP(羥基乙叉二膦酸)、ATMP(氨基三亞甲基膦酸)等。 4.緩蝕劑(Corrosion Inhibitors):減少水對金屬材料的腐蝕作用,常見于冷卻水系統(tǒng)和鍋爐水處理中,包括多種有機和無機緩蝕劑。 5. 殺菌劑(Biocides):殺滅水體中的微生物和藻類,防止生物膜的形成和生長,保持水系統(tǒng)的衛(wèi)生狀態(tài),如氯、次氯酸鈉、異噻唑啉酮、戊二醛等。 6. 消泡劑(Defoamers):消除在水處理過程中由于曝氣、攪拌等原因產(chǎn)生的泡沫,如硅油類、脂肪醇類、聚醚類消泡劑。 7. 清洗劑(Cleaning Agents):用于清洗設(shè)備內(nèi)壁上的污垢和沉積物,如酸洗劑、堿洗劑以及專用的清洗配方。 8. PH調(diào)整劑(pH Adjusters):用于調(diào)節(jié)水體pH值至適宜范圍,如酸類(如硫酸、鹽酸)和堿類(如氫氧化鈉、碳酸鈉)。 9. 脫水劑(Dewatering Agents):用于污泥脫水過程,改善污泥的沉降性能和壓濾脫水性能。 10. 螯合劑(Chelating Agents):能夠與金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,用于去除水中的重金屬離子。 水處理領(lǐng)域中常用藥劑類型在實際應(yīng)用中,根據(jù)具體的水質(zhì)條件和處理目標(biāo)會選用不同種類的藥劑,并可能需要復(fù)配使用以達到最佳處理效果。 三、絮凝劑主要包括以下幾類:
1. 無機絮凝劑: 鋁鹽:如硫酸鋁(Al?(SO?)?)、明礬(KAl(SO?)?·12H?O)等,它們通過水中水解生成氫氧化鋁膠體,吸附并橋聯(lián)顆粒。 鐵鹽:包括氯化鐵(FeCl?)、硫酸鐵(Fe?(SO?)?)、硫酸亞鐵(FeSO?)等,同樣能夠水解形成氫氧化鐵膠體,發(fā)揮絮凝作用。 2. 無機高分子絮凝劑: 聚合鋁(PAC)和聚合鐵(PFS)等,這些是傳統(tǒng)無機鹽絮凝劑的衍生物,具有更高的相對分子質(zhì)量和更高效的絮凝效果。 3. 有機高分子絮凝劑:聚丙烯酰胺(PAM):按照離子特性分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性型四種類型,通過電荷中和、吸附架橋等方式促進顆粒間的聚結(jié)。其他合成有機高分子絮凝劑,以及天然有機高分子如殼聚糖、改性淀粉等,它們通常具有良好的絮凝性能和較低的毒性。 4. 微生物絮凝劑:由某些微生物產(chǎn)生的生物大分子物質(zhì),可以作為新型環(huán)保的絮凝劑,對環(huán)境影響較小。 絮凝劑的作用機制主要體現(xiàn)在以下幾個方面: 電荷中和:降低或消除懸浮顆粒表面的電荷,克服粒子間靜電排斥力,使得顆粒容易相互接近。 吸附架橋:絮凝劑分子通過自身多鏈結(jié)構(gòu)吸附在不同顆粒上,形成“橋聯(lián)”效應(yīng),將顆粒連接成較大的絮狀物。 卷掃沉淀:絮凝劑的長鏈結(jié)構(gòu)可包裹細小顆粒,增大顆粒體積,加快沉降速度。 絮凝劑廣泛應(yīng)用于各種污水處理過程,如生活污水、工業(yè)廢水處理、飲用水凈化、固液分離前的預(yù)處理及污泥脫水等多個環(huán)節(jié)。 四、絮凝劑的生產(chǎn)工藝主要包括: 1. 水解法: 這種方法主要用于制備無機絮凝劑,如鋁鹽和鐵鹽類。例如,通過硫酸與鋁礦石或氫氧化鋁反應(yīng)生成硫酸鋁絮凝劑,或者通過氯化鐵溶液進行水解、聚合得到聚合氯化鐵。 2. 水溶液聚合反應(yīng):該工藝用于合成有機高分子絮凝劑,尤其是聚丙烯酰胺(PAM)。在該過程中,丙烯酰胺單體和其他功能性單體在引發(fā)劑的作用下,在水中發(fā)生自由基聚合反應(yīng),形成線性或支鏈狀的大分子絮凝劑。 3. 反相乳液聚合: 反相乳液聚合是另一種生產(chǎn)有機高分子絮凝劑的方法,特別是對于某些不溶于水但需要在水中發(fā)揮絮凝作用的高分子材料。在此過程中,單體在非水介質(zhì)中以乳液形式進行聚合,產(chǎn)物經(jīng)后處理轉(zhuǎn)化為水溶性或水分散性的絮凝劑。 4. 微生物發(fā)酵法:生物絮凝劑可通過微生物發(fā)酵過程獲得,比如利用某些微生物(如芽孢桿菌)產(chǎn)生的生物高分子物質(zhì)作為絮凝劑。生產(chǎn)工藝可能包括微生物培養(yǎng)、提取、純化等步驟。 5. 改性與復(fù)合工藝: 對已有的無機或有機絮凝劑進行改性處理,例如對殼聚糖進行化學(xué)修飾,使其具有更好的絮凝性能;或者是將不同類型的絮凝劑進行復(fù)配使用,以提高綜合絮凝效果。 每種生產(chǎn)工藝的具體步驟會根據(jù)所需產(chǎn)品類型和目標(biāo)性能的不同而有所差異。 五、絮凝劑的各種應(yīng)用場景的概述:
1. 無機絮凝劑:鋁鹽類(如聚合氯化鋁PAC):主要用于飲用水處理、工業(yè)廢水處理、城市污水處理、造紙廢水處理以及礦山廢水的澄清和固液分離。 鐵鹽類(如聚合硫酸鐵PFS):在高濁度水處理、有色廢水處理、印染廢水處理等方面有良好的絮凝效果,也用于煤炭洗選過程中的廢水處理。 2. 有機高分子絮凝劑: 聚丙烯酰胺(PAM):在石油開采中作為鉆井液添加劑,改善鉆井液性能,用于固井、壓裂等作業(yè); 在水處理中,尤其是對于市政污水及工業(yè)廢水的固液分離、污泥脫水;在造紙工業(yè)中作為紙張增強劑,提高紙張強度和抗水性;作為農(nóng)業(yè)土壤改良劑,減少水土流失和增加土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 其他合成有機絮凝劑:如聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)、聚乙烯亞胺(PEI)等,在特定工業(yè)廢水處理中因其電荷密度和分子量可調(diào)而得到應(yīng)用。 3. 生物絮凝劑: 應(yīng)用于食品工業(yè)中的酒糟澄清、乳制品加工廢水處理;在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域,如湖泊富營養(yǎng)化治理和受污染水源的生態(tài)恢復(fù); 生物制藥工業(yè)中的細胞沉淀和蛋白質(zhì)純化過程。 4. 復(fù)合絮凝劑:結(jié)合無機和有機絮凝劑的優(yōu)點,針對復(fù)雜水質(zhì)或特殊要求的廢水處理,可以設(shè)計出具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)合絮凝劑。 5. 其他應(yīng)用:飲用水處理:去除原水中的懸浮顆粒和膠體物質(zhì),確保飲用水安全;冶金工業(yè):處理冶金過程中產(chǎn)生的廢水,回收有用金屬資源; 油田注水與采油廢水處理:促進油水分離,實現(xiàn)水資源再利用;海水淡化:預(yù)處理階段降低海水渾濁度,保護后續(xù)反滲透膜系統(tǒng); 化妝品行業(yè):作為收斂劑用于個人護理產(chǎn)品。滅火劑:與小蘇打等成分結(jié)合形成泡沫滅火劑。 六、常用的絮凝劑及其特點:
1. 聚合氯化鋁(PAC) 特點:是一種無機高分子絮凝劑,具有良好的混凝效果,對水體中各種顆粒的去除率高。形成的礬花大且密實,沉降速度快。適應(yīng)的pH值范圍較寬,在5-9之間都能保持穩(wěn)定性能。成本相對較低,處理效率較高。
2. 聚丙烯酰胺(PAM)特點:屬于有機高分子絮凝劑,根據(jù)離子類型分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型。其中,陽離子型PAM常用于污泥脫水及城市污水處理中的助凝劑,陰離子型則主要用于廢水處理中的固液分離。PAM有很強的吸附架橋能力,可以顯著提高懸浮物的沉降速度,并能降低液體間的表面張力,提高處理后的水質(zhì)澄清度。
3. 聚合硫酸鐵(PAFS)或聚合氯化鐵(PFC)特點:這兩種鐵鹽類絮凝劑具有高效的絮凝性能和廣泛的pH適應(yīng)范圍,對于高濁度、低堿度以及含有大量有機物的廢水有很好的處理效果。價格相對低廉,同時對色度、重金屬等污染物有一定的去除作用。
4. 硫酸鋁: 特點:傳統(tǒng)的無機絮凝劑之一,價格便宜,適用于飲用水和工業(yè)用水的凈化,對酸性條件下產(chǎn)生的鋁離子沉淀效果較好,但對某些特定污染物如膠體物質(zhì)和有機物的去除效果相對較弱。
5. 微生物絮凝劑:特點:由微生物發(fā)酵生產(chǎn),具有環(huán)境友好、生物可降解等特點。雖然其開發(fā)與應(yīng)用還在不斷發(fā)展中,但在處理一些特殊類型的廢水,尤其是含有較多生物活性物質(zhì)的廢水時,顯示出一定的優(yōu)勢。
6. 復(fù)合絮凝劑:特點:將兩種或多種絮凝劑按一定比例復(fù)配使用,以達到優(yōu)化絮凝效果的目的。這種絮凝劑能夠互補不同絮凝劑的優(yōu)勢,實現(xiàn)更好的絮凝性能和更廣泛的適用范圍。
每種絮凝劑都有其特定的應(yīng)用場合和優(yōu)缺點,實際選用時需結(jié)合水質(zhì)條件、處理目標(biāo)和經(jīng)濟因素綜合考慮。 七、絮凝劑的投放方法主要有:
1. 干投法:直接將絮凝劑干粉或顆粒均勻撒入處理系統(tǒng)中,例如通過專用的干粉加藥器、噴射裝置或在混合池中的特定位置進行投放。這種方法適合于能夠迅速分散和溶解的絮凝劑。
2. 濕投法:先將絮凝劑溶解成一定濃度的溶液,再將其定量加入到待處理的水中。濕投法一般包括以下幾個步驟:在溶解池中用干凈的水(如自來水)將絮凝劑溶解;溶解后的絮凝劑溶液轉(zhuǎn)移至溶液儲存池中存儲;使用計量泵或其他加藥設(shè)備精確控制流量,將絮凝劑溶液加入到污水流或者混合池中。
3. 連續(xù)式投放:根據(jù)處理水量和水質(zhì)的變化情況,通過自動控制系統(tǒng)實時調(diào)整絮凝劑的添加量,保持連續(xù)穩(wěn)定的投放。
4. 點投法:在污水處理流程中的特定關(guān)鍵點投放絮凝劑,比如在反應(yīng)池入口、管道交匯處或者污泥回流點等,以實現(xiàn)最佳絮凝效果。
5. 脈沖式投放:間歇性地大劑量投放,這種投放方式通常用于某些特殊工藝過程,例如污泥脫水前的調(diào)質(zhì)階段,有時需要快速形成較大絮體時采用。
投放過程中需要注意的是,投放速度、攪拌強度以及與水體混合的均勻程度都會影響絮凝劑的效果,因此需要根據(jù)具體情況進行適當(dāng)調(diào)控。同時,絮凝劑的投放量要通過實驗確定,并結(jié)合實際運行情況進行適時調(diào)整,以保證達到理想的絮凝和沉淀分離效果。 八、絮凝劑的投放標(biāo)準(zhǔn)主要取決于: 1. 水質(zhì)特性:包括原水中的懸浮物含量、顆粒大小分布、電荷性質(zhì)、pH值以及水中有機質(zhì)和無機物的存在情況等。這些參數(shù)會直接影響絮凝劑的選擇及其投加量。 2. 處理目標(biāo):根據(jù)需要達到的處理效果,如濁度降低程度、污泥脫水性能、出水水質(zhì)要求等來確定合適的投藥量。 3. 絮凝劑種類與特性:不同類型的絮凝劑(如無機、有機或生物絮凝劑)具有不同的有效成分、分子量、離子型態(tài)等,其最佳投加量也各不相同。 4. 工藝條件:如混合速度、反應(yīng)時間、溫度等因素對絮凝過程有重要影響,需據(jù)此調(diào)整絮凝劑的添加方式和劑量。 5. 實踐經(jīng)驗與試驗結(jié)果:通常通過實驗室小試和現(xiàn)場中試來確定最佳的絮凝劑類型和投加量,一般以形成的礬花大且密實、沉降速度快為判斷依據(jù)。 具體投放標(biāo)準(zhǔn)可以參考以下原則: 對于無機絮凝劑如聚合氯化鋁(PAC),其在飲用水及污水處理中的投加量一般為每升幾毫克至幾十毫克。 對于有機高分子絮凝劑如聚丙烯酰胺(PAM),則可能更低,一般在0.03~0.4mg/L之間,對于特定用途如污泥脫水時,則是按照干固體重量的百分比計算,例如某廠污泥調(diào)質(zhì)所用陽離子型聚丙烯酰胺的干污泥投藥量為kg/Mg。 實際操作中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況,通過實驗測定最適投加濃度,并在運行過程中動態(tài)調(diào)整以保證處理效果和經(jīng)濟效益的最佳平衡。同時,注意避免過量投加導(dǎo)致的副作用,如增加污泥產(chǎn)量、影響后續(xù)處理設(shè)備效率等。 九、絮凝劑在水處理中常用的環(huán)節(jié): 1. 混凝沉淀階段:在這個環(huán)節(jié),原水中加入絮凝劑后,通過快速攪拌使絮凝劑與水中的懸浮顆粒充分接觸并發(fā)生反應(yīng)。絮凝劑能夠吸附到顆粒表面或橋聯(lián)相鄰顆粒,使其形成較大的絮體(也稱為礬花),這些絮體具有更好的沉降性能。 2. 絮凝池:混凝后的水流進入絮凝池,繼續(xù)進行緩慢而均勻的混合和絮凝反應(yīng),以促進顆粒間的進一步聚集。在這個過程中,絮凝劑的作用是促使微小顆粒聚集成較大、更密實的絮狀物。 3. 沉淀池或澄清池:經(jīng)過絮凝作用形成的絮體在重力作用下自然沉降到池底,這一過程叫做沉淀或澄清。絮凝劑使得固液分離效率大大提高,有助于減少出水濁度和懸浮固體含量。 4. 污泥濃縮與脫水環(huán)節(jié):在污水處理的后期,絮凝劑還應(yīng)用于污泥處理過程,如污泥濃縮池或脫水機前,幫助提高污泥的脫水性能,減少污泥體積,便于后續(xù)處置。 5. 工業(yè)廢水處理: 在某些特定的工業(yè)廢水處理過程中,如電鍍廢水、造紙廢水、印染廢水等,絮凝劑被用作預(yù)處理或深度處理步驟,去除重金屬離子、色度和其他污染物。 綜上絮凝劑通常是在整個水處理工藝流程中的混凝-絮凝階段使用,其目的是有效去除水體中的懸浮物和部分溶解性物質(zhì),提高水質(zhì)凈化效果。 十、選擇絮凝劑需考慮的因素:
1. 水質(zhì)分析:首先,要對處理的水體或廢水進行詳細的水質(zhì)分析,了解其中的懸浮固體、有機物含量、無機物成分、pH值、濁度、電荷性質(zhì)(正電荷還是負電荷)、溫度以及固液分離要求等。
2. 污泥性狀評估: 對于污水處理中的污泥,需了解其成分、有機物與無機物比例、顆粒大小、含水率及脫水性能等特性。有機物含量高的污泥一般推薦使用陽離子型絮凝劑,而無機物為主的則可能采用陰離子型絮凝劑。
3. 實驗室試驗: 進行燒杯攪拌試驗(Jar Test),通過快速攪拌、慢速攪拌以及靜置沉降過程,觀察不同絮凝劑對水質(zhì)改善的效果,包括礬花形成情況、沉降速度、澄清度等。 4. 電位測定:使用ζ電位法測量懸浮顆粒表面電荷,以此判斷所需絮凝劑的種類和投加量,以達到最佳中和效果。
5. 絮凝劑類型選擇:根據(jù)實驗結(jié)果和污水性質(zhì),選擇適當(dāng)?shù)男跄齽╊愋?,如無機絮凝劑(聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等)、有機高分子絮凝劑(聚丙烯酰胺PAM等)或者微生物絮凝劑等。
6. 成本效益分析:考慮到絮凝劑的價格、處理成本以及長期運行維護費用,對比不同絮凝劑在達到相同處理效果下的經(jīng)濟性。
7. 現(xiàn)場試用與調(diào)整:在實驗室得出初步結(jié)論后,將選定的絮凝劑應(yīng)用于實際工程中,并根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備條件和運行參數(shù)進行進一步調(diào)試和優(yōu)化,確定最適合該系統(tǒng)的絮凝劑品種和投加量。
8. 供應(yīng)商比較:從多個可靠的供應(yīng)商處獲取樣品并進行測試,確保所選絮凝劑的貨源穩(wěn)定且品質(zhì)可靠。
通過以上步驟,可以較為科學(xué)地選擇出針對特定水處理需求的最佳絮凝劑產(chǎn)品,并實現(xiàn)高效穩(wěn)定的絮凝沉淀效果。同時,應(yīng)持續(xù)關(guān)注水質(zhì)變化,適時調(diào)整絮凝劑的投加策略。 十一、無機絮凝劑和有機絮凝劑的區(qū)別:
1. 成分與來源: 無機絮凝劑:主要由金屬鹽類組成,如鋁鹽(聚合氯化鋁、硫酸鋁)、鐵鹽(三氯化鐵、硫酸亞鐵)等,通常來源于天然礦物質(zhì)或化學(xué)合成。 有機絮凝劑:由含碳的有機化合物構(gòu)成,多為人工合成的高分子物質(zhì),例如聚丙烯酰胺(PAM)、陽離子淀粉、雙氰胺聚合物等。 2. 結(jié)構(gòu)與性質(zhì): 無機絮凝劑:一般相對分子質(zhì)量較小,電荷密度較高,對水中帶相反電荷的顆粒具有中和作用,并能通過吸附架橋作用使顆粒團聚。 有機絮凝劑:相對分子質(zhì)量較大,種類更多樣,包括陽離子型、陰離子型和非離子型,它們不僅有電荷中和能力,還有較強的空間網(wǎng)捕和吸附架橋功能,絮凝性能更全面且穩(wěn)定。 3. 使用效果與用量: 無機絮凝劑:絮凝速度快,但所需投加量往往較大,形成的污泥量較多,處理后水質(zhì)清澈度可能不如有機絮凝劑理想。 有機絮凝劑:絮凝效果好,尤其在處理低濁度、難降解廢水時優(yōu)勢明顯,但價格較高,投加量相對較少,生成的污泥較為密實,脫水性能良好。 4. 安全性與環(huán)境影響: 無機絮凝劑:長期大量使用可能導(dǎo)致重金屬污染等問題,對環(huán)境有一定的潛在風(fēng)險,尤其是鋁鹽過量使用可能會對生物體產(chǎn)生不利影響。 有機絮凝劑:雖然大多數(shù)情況下毒性較低,但部分單體可能有毒性,在生產(chǎn)和使用過程中需嚴格控制。同時,如果不能完全降解,會對生態(tài)環(huán)境造成一定壓力。 5. 成本與應(yīng)用領(lǐng)域: 無機絮凝劑:成本較低,廣泛應(yīng)用于城市污水處理、工業(yè)廢水處理、飲用水處理等領(lǐng)域。 有機絮凝劑:盡管成本較高,但在需要高效凈化、固液分離精度要求較高的場合,如精細化工、造紙、食品加工、醫(yī)藥廢水處理以及高級別飲用水處理等方面有著重要應(yīng)用。 6. 配伍使用: 在實際應(yīng)用中,經(jīng)常將無機絮凝劑與有機絮凝劑配合使用,以利用兩者互補的優(yōu)勢,達到更好的絮凝效果,同時降低處理成本。 十二、絮凝劑(包括無機絮凝劑和有機絮凝劑如聚丙烯酰胺)正確使用方法:
1. 選擇合適的絮凝劑: 根據(jù)處理水質(zhì)的特點以及目標(biāo)污染物的性質(zhì)(如顆粒大小、電荷、濃度等),選擇合適的絮凝劑種類。無機絮凝劑通常用于中和電荷和初步凝聚,而有機絮凝劑則提供更強的架橋作用和更好的沉淀效果。
2. 溶解與配置:對于固體狀的絮凝劑(例如聚丙烯酰胺PAM),不能直接投入污水中,需先將其溶解在干凈的水中形成一定濃度的溶液。一般建議使用常溫自來水,避免使用強酸、強堿或高鹽分的水,因為這些會降低絮凝效果或?qū)е滦跄齽┙到狻?/span> 溶解時應(yīng)緩慢均勻攪拌,控制溫度不要過高(通常不高于40℃),以防止聚合物鏈過快降解影響性能。
3. 配制溶液濃度: 根據(jù)廠家推薦及實驗確定適宜的溶液濃度,通常為0.1%~0.3%,有時根據(jù)實際情況可能更低或更高。溶液要充分溶解,沒有未溶顆粒。
4. 投藥方式與順序:投藥方式可以是快速混合階段和慢速絮凝階段,通過計量泵或其他設(shè)備精準(zhǔn)添加。 當(dāng)需要同時使用無機絮凝劑和有機絮凝劑時,投加順序非常重要,一般是先加入無機絮凝劑進行初步混凝,再加入有機絮凝劑進一步強化絮凝效果。
5. 調(diào)節(jié)pH值:在絮凝前,需將廢水的pH值調(diào)節(jié)到適合絮凝反應(yīng)的最佳范圍,一般為6-8之間,這有助于提高絮凝劑的活性并優(yōu)化絮體生成。
6. 控制投加量:通過小試或經(jīng)驗數(shù)據(jù)計算出最佳投加量,過多可能導(dǎo)致絮凝過度產(chǎn)生大量污泥,過少則無法達到理想的絮凝效果。投加量應(yīng)隨水質(zhì)變化動態(tài)調(diào)整。
7. 混合與反應(yīng)時間: 確保絮凝劑與污水有足夠的時間混合和反應(yīng),形成較大的絮體,必要時可采用機械設(shè)備增加混合強度和反應(yīng)效率。
8. 絮凝后處理:經(jīng)絮凝后的水中形成的絮體需要經(jīng)過沉淀或氣浮等方式進行固液分離,之后還需對上清液進行后續(xù)處理,如有需要,還需對產(chǎn)生的污泥進行脫水處理。
總之,絮凝劑的使用是一個系統(tǒng)的過程,需要綜合考慮多種因素,并通過實驗室小試和現(xiàn)場調(diào)試來找到最優(yōu)的操作參數(shù)。 十三、絮凝劑濃度的一般調(diào)節(jié)步驟:
1. 實驗室小試:在實際應(yīng)用絮凝劑前,通常會先通過實驗室小規(guī)模試驗,測試不同濃度下的絮凝效果,包括濁度去除率、COD/BOD降低程度、懸浮物沉降性能等。通過一系列梯度試驗(如0.01%、0.05%、0.1%、0.3%等不同濃度),找到最佳的絮凝劑投加濃度。
2. 參考廠家建議:根據(jù)絮凝劑供應(yīng)商或生產(chǎn)商提供的產(chǎn)品技術(shù)手冊,了解其推薦的最佳使用濃度范圍,作為初始投藥量的基礎(chǔ)。
3. 現(xiàn)場調(diào)整: 在實際水處理設(shè)施中,根據(jù)水質(zhì)變化情況動態(tài)調(diào)整絮凝劑的投加濃度,例如在冬季低溫時可能需要增加濃度以克服水溫對絮凝效果的影響。 觀察沉淀池或反應(yīng)池內(nèi)的礬花形成情況及出水水質(zhì)的變化,如果礬花過少或余濁度過高,可能表明投藥量不足;若礬花過大且容易上翻,則可能說明投藥過量。
4. 監(jiān)控與控制設(shè)備:使用精確的計量泵和自動控制系統(tǒng),可以實時監(jiān)測并自動調(diào)整絮凝劑的投加濃度,確保始終處于最佳工作狀態(tài)。
5. 記錄與分析:記錄每次調(diào)整后的絮凝效果以及對應(yīng)的絮凝劑用量,逐步建立一個適合當(dāng)前水質(zhì)條件的操作參數(shù)數(shù)據(jù)庫,為未來操作提供指導(dǎo)。
總之,調(diào)節(jié)絮凝劑使用濃度時,需不斷試驗優(yōu)化,并結(jié)合現(xiàn)場實際情況靈活調(diào)整,以實現(xiàn)高效絮凝、減少成本和優(yōu)化污水處理效果的目標(biāo)。
十四、影響絮凝劑處理效果的原因:
1. 絮凝劑的種類和性質(zhì): 絮凝劑的選擇至關(guān)重要,不同的水質(zhì)或處理目標(biāo)可能需要不同類型的絮凝劑。無機絮凝劑如鋁鹽、鐵鹽適用于中和電荷及初步凝聚;有機高分子絮凝劑如聚丙烯酰胺則能提供更好的架橋作用。
2. 絮凝劑的用量: 過量或不足都會影響絮凝效果。過量可能導(dǎo)致膠體再穩(wěn)定化,而用量不足則不能有效聚集顆粒。因此,需要通過實驗確定最佳投加量。
3. pH值: 對絮凝劑的效果有很大影響,每種絮凝劑都有其最佳的工作pH范圍。例如,無機絮凝劑的水解過程受到pH值的影響較大,過高或過低均不利于絮凝反應(yīng)的進行。
4. 溫度: 水溫變化會改變絮凝劑的溶解度、水解速度以及水中粒子布朗運動的速度。低溫下絮凝劑水解較慢且黏度增加,影響絮凝效果;高溫下雖有助于絮凝反應(yīng)但若超過一定限度可能會導(dǎo)致絮凝劑老化或分解。
5. 攪拌與混合條件:快速攪拌有利于絮凝劑均勻分散并與懸浮物充分接觸,形成微小絮體;緩慢攪拌則有助于絮體進一步長大并沉降。攪拌時間和強度都需要適當(dāng)調(diào)整。
6. 水中的雜質(zhì)成分與濃度:水中的污染物類型、濃度以及顆粒大小分布等都直接影響絮凝效果。某些物質(zhì)可能會與絮凝劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而降低其有效性。
7. 堿度和硬度: 水體的堿度和硬度會影響絮凝劑的水解過程和產(chǎn)物形態(tài),必要時需調(diào)節(jié)堿度以保持絮凝劑的有效性。
8. 水流速度和停留時間:絮凝反應(yīng)需要一定的時間來形成穩(wěn)定的礬花,水流速度太快或停留時間太短將無法達到理想的絮凝效果。
9. 絮凝前預(yù)處理: 預(yù)先調(diào)整水體pH值、去除部分大顆粒懸浮物或者添加助凝劑等操作,可以改善絮凝劑的工作環(huán)境和提高絮凝效果。
綜上所述,選擇合適的絮凝劑并優(yōu)化上述各項因素是確保絮凝處理高效運行的關(guān)鍵所在。 十五、絮凝劑處理效果的監(jiān)測方法:
1. 目視觀察:直接觀察水體在加入絮凝劑前后濁度、顏色和透明度的變化,以及形成的礬花(絮狀物)大小、密度和沉降速度。
2. 濁度測量:使用濁度計來測定處理前后的水樣濁度變化。絮凝效果良好時,濁度會明顯下降。
3. 沉降試驗: 測定混合后水樣中懸浮固體顆粒從溶液中沉降的速度。良好的絮凝劑能夠使懸浮物快速形成大而密實的絮團,并且具有較高的沉降速率。
4. 污泥體積指數(shù)(SVI)或污泥沉淀比(SSV)測試:在污水處理過程中,通過測定污泥體積指數(shù)來評估污泥脫水性能,這反映了絮凝劑對污泥絮凝和脫水效果的好壞。
5. 懸浮物去除率檢測:通過對原始水樣和絮凝處理后的水樣進行化學(xué)分析,計算懸浮固體(SS)、化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)等指標(biāo)的去除率。
6. 粒徑分布分析:使用粒徑分析儀(如激光粒度儀)測定絮凝后顆粒的粒徑分布,粒徑的改變可以反映絮凝作用的效果。
7. 電導(dǎo)率和pH值監(jiān)測: 絮凝過程中可能影響到水樣的電導(dǎo)率和pH值,這些參數(shù)的變化也可以間接反映出絮凝反應(yīng)的程度。
8. 實驗室小型實驗: 如Jar Test(燒杯攪拌試驗),通過調(diào)整絮凝劑種類、投加量、攪拌時間和靜置時間等參數(shù),觀察并記錄最佳絮凝效果。
9. 在線監(jiān)控設(shè)備:高級水處理廠可能會采用在線實時監(jiān)測系統(tǒng),包括濁度傳感器、pH計、溶解氧儀等,以連續(xù)跟蹤絮凝過程中的水質(zhì)變化。
10. 電子顯微鏡分析: 對于更深入的研究,可以利用電子顯微鏡觀察絮凝前后顆粒形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變化,提供微觀層面的證據(jù)。
絮凝劑的使用效果評價通常是綜合多個指標(biāo)的過程,旨在全面了解絮凝劑在實際應(yīng)用中的效能。 十六、正確使用絮凝劑時需要注意:
1. 選型:根據(jù)水質(zhì)和處理要求選擇合適的絮凝劑種類和型號。
2. 濃度:按照產(chǎn)品說明或試驗確定合適的絮凝劑使用濃度,避免濃度過高或過低。
3. 攪拌:在投加絮凝劑前,需要充分攪拌水體,使絮凝劑均勻分布。
4. 投加順序:如果需要使用多種絮凝劑,要注意投加順序,一般先投加無機絮凝劑,再投加有機絮凝劑。
5. 反應(yīng)時間:給予絮凝劑足夠的反應(yīng)時間,讓其與懸浮物和膠體充分作用。
6. pH 值:某些絮凝劑的效果可能受 pH 值影響,需要根據(jù)實際情況調(diào)整水體的 pH 值。
7. 溫度:溫度也可能影響絮凝效果,特別是一些有機絮凝劑。
8. 儲存和運輸:絮凝劑一般需要儲存在干燥、陰涼的地方,避免受潮和受熱。在運輸過程中要注意防止泄漏。
9. 安全防護:使用絮凝劑時要注意個人防護,如戴手套、口罩等,避免接觸皮膚和吸入。
十七、絮凝劑對水體副作用主要包括:
1. 生態(tài)破壞:絮凝劑在清除懸浮顆粒物時,如果使用過量或不當(dāng),會改變水體物理化學(xué)性質(zhì),影響水生生物生存環(huán)境。 過量的絮凝劑可能導(dǎo)致水底沉積物增加,減少光照穿透和氧氣溶解,影響水生植物光合作用及水生動物的呼吸。 殘留在水體中的絮凝劑可能被水生生物攝入體內(nèi),對它們造成直接或間接傷害,破壞生態(tài)平衡。
2. 水質(zhì)污染:絮凝劑本身及其反應(yīng)產(chǎn)物可能含有有害物質(zhì)(如重金屬離子、有機物等),這些物質(zhì)可能會殘留在水體中,造成水體質(zhì)量下降,影響飲用安全。 過量添加絮凝劑會使水體渾濁度增加,形成微小懸浮顆粒,反而降低水質(zhì)透明度。
3. 處理效率與成本問題: 加多絮凝劑會導(dǎo)致絮凝沉淀物大量生成,增大后續(xù)處理難度,增加沉降池負荷,可能需要更多的時間和能耗進行澄清和過濾,提高污水處理成本。 過剩絮凝劑可能引起水處理設(shè)備如過濾器的堵塞,甚至損壞設(shè)備。
4. 人類健康風(fēng)險: 一些絮凝劑如鋁鹽類會產(chǎn)生可溶性鋁離子,長期攝入對人體健康有潛在危害。 部分有機絮凝劑如聚丙烯酰胺的單體具有神經(jīng)毒性及“三致”效應(yīng)(即致畸、致癌、致突變)。
5. 水體自凈能力減弱:絮凝劑干擾了水體的自然循環(huán)過程,降低了水體的自凈能力。 在使用絮凝劑進行水處理時必須嚴格控制劑量,并注意選擇環(huán)保型、易降解的絮凝劑產(chǎn)品,以減少對水體生態(tài)環(huán)境的負面影響。應(yīng)監(jiān)測水體的各項指標(biāo),確保絮凝處理后的水質(zhì)達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
十八、絮凝沉淀處理后的污泥處理:
1. 脫水處理: 板框壓濾機脫水:通過施加機械壓力將污泥中的水分擠壓出來。 離心脫水:利用離心力的作用使污泥中的固液分離,如使用臥螺離心機或碟片離心機等設(shè)備。 帶式壓濾機脫水:通過過濾布的重力和張力作用實現(xiàn)污泥脫水。
2. 自然干化: 將污泥置于專門的污泥干化床或污泥塘中,借助自然蒸發(fā)和滲透作用減少含水量。
3. 熱力干化:利用蒸汽、熱風(fēng)等方式對污泥進行加熱烘干,以進一步降低其含水率。
4. 厭氧消化: 在無氧條件下,污泥中的有機物質(zhì)在微生物作用下分解成沼氣(主要成分是甲烷)和穩(wěn)定的有機肥料,此過程可減小污泥體積并回收能源。
5. 堆肥化:將污泥與植物性廢棄物混合,在適宜的溫度、濕度及通風(fēng)條件下,通過生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為富含有機質(zhì)的土壤改良劑。
6. 焚燒處理:對于某些類型的污泥,可以采用焚燒技術(shù)將其完全分解為灰燼和氣體,減少體積的同時,也可以回收部分熱量用于發(fā)電或其他用途。
7. 填埋處置: 經(jīng)過適當(dāng)預(yù)處理后,滿足衛(wèi)生填埋條件的污泥可以在特定的填埋場進行安全填埋。
每種方法的選擇取決于污泥性質(zhì)、處理成本、環(huán)境要求以及資源化利用的可能性等多種因素。同時,許多地方對污泥處理有嚴格的環(huán)保法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),需要遵循相關(guān)規(guī)定進行操作。
十九、絮凝后的水不符合排放標(biāo)準(zhǔn)采取以下幾種措施來進一步處理:
1. 深度處理: 活性炭吸附:利用活性炭的多孔結(jié)構(gòu)吸附廢水中殘留的有機物、色度及異味蒸餾法:通過蒸餾過程去除水中的溶解性污染物和部分離子態(tài)物質(zhì)。離子交換技術(shù):用于去除廢水中的重金屬離子和其他有害離子。 反滲透(RO)或納濾(NF):適用于需要進一步降低總?cè)芙夤腆w(TDS)、鹽分、以及微小顆粒物等場合。 2. 生物處理: 活性污泥法:通過微生物對廢水中的有機物進行降解以減少化學(xué)需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)。 生物膜法:例如接觸氧化法、流化床生物反應(yīng)器(FBR)等,利用附著在載體上的微生物凈化水質(zhì)。
3.高級氧化技術(shù):光催化氧化:使用半導(dǎo)體材料在紫外光照射下產(chǎn)生羥基自由基等強氧化劑,分解難降解有機物。臭氧氧化:利用臭氧的強氧化性能破壞廢水中的有機化合物。電化學(xué)氧化:在電解過程中生成強氧化性的中間產(chǎn)物,對污染物進行無選擇性氧化。
4. 混凝沉淀后優(yōu)化: 調(diào)整絮凝劑類型和投加量,改進絮凝工藝條件,確保絮體形成良好并易于沉降分離。對絮凝沉淀池進行維護和改造,如增加斜板或斜管,提高沉淀效率,減少出水懸浮物含量。
5. pH調(diào)節(jié)與絮凝劑復(fù)配:根據(jù)廢水性質(zhì)調(diào)整pH值至適宜范圍,以提高絮凝效果和污染物去除率。使用不同類型的絮凝劑組合使用,比如聚氯化鋁與聚丙烯酰胺聯(lián)用,提高絮凝劑的選擇性和捕獲能力。
所以我們的最終目的是將經(jīng)過絮凝處理的廢水通過上述或其他適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段進行深度處理,直至達到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門規(guī)定的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。同時,應(yīng)加強源頭控制意識,減少污染物產(chǎn)生,并考慮循環(huán)利用或資源化廢水的可能性。
|