絮凝剂的工作原理及应用
絮凝沉淀法利用无机絮凝剂(如硫酸铝)和有机阴离子型絮凝剂聚丙烯酰铵(PAM)的水溶液加入废水中,形成压缩双电层,破坏......
絮凝剂通常可分为三大类:无机絮凝剂、有机絮凝剂和天然高分子絮凝剂。无机絮凝剂包括硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝铵、聚合氯化铝、硫酸亚铁、聚合硫酸铁以及三氯化铁。有机絮凝剂主要指聚丙烯酰胺,而天然高分子絮凝剂则包括阳离子淀粉、淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物、羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠、壳聚糖、壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物、海藻酸钠、瓜尔胶以及天然黄原胶。这些絮凝剂在水处理、污水处理等领域发挥着重要作用,具有各自独特的特点和应用范围。
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。
絮凝剂的种类
无机絮凝剂:硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝铵、聚合氯化铝、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、三氯化铁。
有机絮凝剂:聚丙烯酰胺。
天然高分子絮凝剂:阳离子淀粉、淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物、羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠、壳聚糖、壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物、海藻酸钠、瓜尔胶、天然黄原胶。
絮凝剂在污水处理领域作为强化固液分离的手段,可用于强化污水的初次沉淀、浮选处理及活性污泥法之后的二次沉淀,还可用于污水三级处理或深度处理。当用于剩余污泥脱水前的调理时,絮凝剂和助凝剂就变成了污泥调理剂或脱水剂。
絮凝剂的作用机理
水中胶体颗粒微小、表面水化和带电使其具有稳定性,絮凝剂投加到水中后水解成带电胶体与其周围的离子组成双电层结构的胶团。
采用投药后快速搅拌的方式,促进水中胶体杂质颗粒与絮凝剂水解成的胶团的碰撞机会和次数。水中的杂质颗粒在絮凝剂的作用下首先失去稳定性,然后相互凝聚成尺寸较大的颗粒,再在分离设施中沉淀下去或漂浮上来。
搅拌产生的速度梯度G和搅拌时间T的乘积GT可以间接表示在整个反应时间内颗粒碰撞的总次数,通过改变GT值可以控制混凝反应效果。一般控制GT值在104~105之间,考虑到杂质颗粒浓度对碰撞的影响,可以用GTC值作为表征混凝效果的控制参数,其中C表示污水中杂质颗粒的质量浓度,而且建议GTC值在100左右。
促使絮凝剂迅速向水中扩散,并与全部废水混合均匀的过程就是混合。水中的杂质颗粒与絮凝剂作用,通过压缩双电层和电中和等机理,失去或降低稳定性,生成微絮粒的过程称为凝聚。凝聚生成微絮粒在架桥物质和水流的搅动下,通过吸附架桥和沉淀物网捕等机理成长为大絮体的过程称为絮凝。混合、凝聚和絮凝合起来称为混凝,混合过程一般在混合池中完成,凝聚和絮凝在反应池中进行。