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。
絮凝剂主要是带有正电(负)性的基团中和一些水中带有负(正)电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒,降低其电势,使其处于不稳定状态,并利用其聚合性质使得这些颗粒,集中,并通过物理或者化学方法分离出来。
絮凝剂的作用机理
絮凝作用机理是凝聚和絮凝两种作用过程。凝聚过程是胶体颗粒脱稳并形成细小的凝聚体的过程,而絮凝过程是所形成的细小的凝聚体在絮凝剂的桥连下生成大体积的絮凝物的过程。最近把凝聚作用定义为:中和胶体和悬浮物颗粒表面电荷,使其克服胶体和悬浮物颗粒间的静电排斥力,从而使颗粒脱稳的过程称作凝聚作用。
它与颗粒的性质、使用的凝聚剂和脱稳后颗粒是否能形成大的聚集体有关,这里所指的凝聚剂是无机盐、电解质,不包括有机高分子絮凝剂,他又给絮凝作用定义为:胶体和悬浮物颗粒在高分子絮凝剂的作用下、桥连成为粗大的絮凝体的过程,在絮凝过程中伴随着粗大的絮凝体的形成,也存在电荷中和作用。
常用的絮凝剂
1、聚合氯化铝(PAC):对各种废水都可以达到好的絮凝效果,能快速形成大的矾花,沉淀性能好,适宜的pH值范围较宽(pH在5-9之间),且处理后水的pH值和碱度下降较小。水温低时,仍可保持稳定的絮凝效果,其碱化度比其它铝盐、铁盐为高,因此药液对设备的侵蚀作用小。
2、聚合硫酸铁(PFS):混凝体形成速度快,密集且质量大且沉降速度快。尤其对低温低浊水有优良的处理效果,适用水体pH值范围(pH在4-11之间),腐蚀性小。实验表明,用聚铁净化水,可降低亚硝氮及铁的含量。因此它是优良安全的饮用水混凝剂剂,有取代对人体有害的聚合铝混凝剂的趋势。
3、聚亚铁:可将高价金属离子还原成低价金属离子且不需酸化。该混凝剂在水体中具有电荷中和与吸附架桥双重功能。与活性剂共用,可使胶体物质转变为混凝体,同时除去废水中的Cu、Zn、Ni等金属离子,成为高效电镀废水净化剂。
4、聚合硫酸铝(PAS):去除浊度效果显著,并有较广的温度使用范围和对原水的适用范围。不仅可处理工业用水,还可处理工业废水。
5、聚合硅酸(PS):目前对聚合硅酸制备方法、聚合机制、聚合度的影响因素匀己研究较为透彻。研究发现,可利用中和所达到pH值的不同来控制聚合速度。聚硅酸具有很强的粘结聚集能力和吸附架桥作用。
6、聚丙烯酰胺:在合成的有机高分子絮凝剂中,聚丙烯酰胺的应用最多。聚丙烯酰胺有非离子型、阳离子型和阴离子型三种。它们的分子量均在50-600万之间。
由于这类絮凝剂存在一定量的残余单体丙烯酰胺,不可避免地带来了毒性。高分子量(106以上)的聚丙烯酸纳属阴离子型混凝剂,有强的混凝作用且无毒。聚丙烯酸纳对悬浮于水介质中的细粒子产生非离子吸附,使粒子间产生交联。它对具有金属氢氧化物这类正电荷的胶体粒子更显示出其优良的性能。
7、聚二甲基二丙烯基氯化铵:阳离子型高分子化合物,用于水处理能获得比目前较常用的无机高分子絮凝剂和有机高分子混凝剂聚丙烯酰胺更好的处理效果,可单独使用,也可与无机混凝剂并用。
絮凝剂的正确使用方法
为了取得最佳的团聚效果,应选用有效而经济的絮凝剂或凝聚剂,要求对产品质量、工艺过程及环境均无影响。
絮凝剂添加时一定要配制成稀溶液,根据添加量的大小一般配制质量分数为0.1%~0.25%,有时更低至0.01%,最高达5%,计量后加入矿浆给人浓缩机。根据计算添加量以及污水的流速,可以使用计量泵连续添加和间歇添加。