污水中混凝与絮凝的比较
第一章混凝与絮凝的比较
絮凝剂是用来提高沉降、澄清、过滤、气浮、离心分离等工艺过程的速度和效率。絮凝过程就是悬浮液中许多单独颗粒形成聚集体（絮团或矾花）的过程。
水处理中，混凝和絮凝代表两种不同的机制。
1. 混凝
水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时，其布朗运动的能量足以阻止重力的作用，而使颗粒不发生沉降。这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。而且，悬浮颗粒表面往往带电（常常是负电），颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大，从而增加了悬浮液的稳定性。
混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”。颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用，互相结合变大，以利于从水中分离。
混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物，多数为液态。它们分为无机和有机两大类。无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。
1.1 PAC(聚合氯化铝)的溶解与使用
(1)PAC为无机高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蚀性；
根据原水水质情况不同,使用前应先做小试求得最佳用药量(具体方法可参见第2条:聚合硫酸铁的溶解与使用-加药量的确定)；(参考用量范围:20-800ppm) ；
(2)为便于计算,实验小试溶液配置按重量体积比(W/V),一般以2～5%配为好。如配3%溶液:称PAC3g,盛入洗净的200ml量筒中,加清水约50ml,待溶解后再加水稀释至100ml刻度,摇匀即可；
(3)使用时液体产品配成5-10%的水液,固体产品配成3-5%的水液(按商品重量计算)；
使用配制时按固体:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解后,再加水稀释至上述浓度即可；
低于1%溶液易水解,会降低使用效果；浓度太高易造成浪费,不容易控制加药量；
加药按求得的最佳投加量投加；
(4)运行中注意观察调整,如见沉淀池矾花少、余浊大，则投加量过少；如见沉淀池矾花大且上翻、余浊高，则加药量过大，应适当调整；
加药设施应防腐。
1.2 聚合硫酸铁(PFS)的溶解与使用
1.2.1 PFS溶液配制
a. 使用时一般将其配制成5%-20%的浓度；
b. 一般情况下当日配制当日使用，配药如用自来水，稍有沉淀物属正常现象。
1.2.2 加药量的确定
(1)因原水性质各异，应根据不同情况，现场调试或作烧杯混凝试验，取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。
a.取原水1L，测定其PH值；
b.调整其PH值为6-9；
c.用2ml注射器抽取配制好的PFS溶液，在强力搅拌下加入水样中，直至观察到有大量矾花形成,然后缓慢搅拌，观察沉淀情况。记下所加的PFS量，以此初步确定PFS的用量；
d. 按照上述方法，将废水调成不同PH值后做烧杯混凝试验，以确定最佳用药PH值；
e. 若有条件，做不同搅拌条件下用药量，以确定最佳的混凝搅拌条件；
f. 根据以上步骤所做试验，可确定最佳加药量，混凝搅拌条件等。
(2)注意混凝过程三个阶段的水力条件和形成矾花状况。
a) 凝聚阶段：是药剂注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程，此时水体变得更加浑浊，它要求水流能产生激烈的湍流。烧杯实验中宜快速(250-300转/分)搅拌10-30S，一般不超过2min。
b) 絮凝阶段：是矾花成长变粗的过程，要求适当的湍流程度和足够的停留时间(10-15min)，至后期可观察到大量矾花聚集缓缓下沉，形成表面清晰层。烧杯实验先以150转/分搅拌约6分钟，再以60转/分搅拌约4分钟至呈悬浮态。
c) 沉降阶段：它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程，要求水流缓慢，为提高效率一般采用斜管(板式)沉降池(最好采用气浮法分离絮凝物)，大量的粗大矾花被斜管(板)壁阻挡而沉积于池底，上层水为澄清水，剩下的粒径小，密度小的矾花一边缓缓下降，一边继续相互碰撞结大，至后期余浊基本不变。烧杯实验宜以20-30转/分慢搅5分钟，再静沉10分钟，测余浊。
表1:PFS适用范围及参考用量
名称参考用量名称参考用量
生活饮用水1:20000-1:200000纸箱厂废水1:5000-1:10000
工业用水1:20000-1:200000机加工乳化油废水1:5000-1:12000
城市污水1:10000-1:50000化工废水1:3000-1:10000
电厂废水1:10000-1:30000油田钻井废水1:3000-1:10000
洗煤废水1:10000-1:30000造漆废水1:3000-1:8000
钢铁工业废水1:10000-1:20000洗毛废水1:2000-1:8000
有色选矿废水1:8000-1:20000制革废水1:2000-1:6000
冶金选矿废水1:8000-20000印染废水1:2000-1:6000
食品工业废水1:8000-1:20000造纸废水1:2000-1:6000
电镀废水1:5000-1:10000污泥脱水1:100-1:1000
注：上表为参考用量，具体用量应该通过实验确定。
(3)PFS的投加
a. 根据烧杯混凝试验结果,调整废水PH值和搅拌条件；
b. 根据水量大小，调整加药泵流量，按所确定的加药比例投加；
c. 实际加药量可能与烧杯混凝试验有些差异，根据处理水质情况调整；
d. 若配合使用有机高分子絮凝剂如PAM，可取得更佳效果；
e. PAM加药量一般为2ppm左右。
2. 絮凝
絮凝是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上，促进颗粒与颗粒聚集。
絮凝剂为有机聚合物，多数分子量较高，并有特定的电性（离子性）和电荷密度（离子度）。
实际过程要比上述理论复杂得多。由于混凝剂/絮凝剂都是高分子物质，同一产品中大大小小的分子都有，所谓“分子量”只是一个平均概念。所以，在用某一混凝剂或絮凝剂处理污水是，“电中和”和“架桥”作用会交织在一起同时发生。絮凝过程是多种因素综合作用的结果，目前仍有一些没有认清和解决的问题。就我们所知，絮凝过程与絮凝剂分子结构、电荷密度、分子量有关；与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关；与介质（水）的pH值、电导、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。因此尽管有理论和经验可循，用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。
2.1 聚丙烯酰胺(PAM)的溶解与使用
1) PAM是有机高分子化合物，可分为阴离子型，阳离子型和非离子型，为白色粉末或颗粒，可溶于水，但溶解速度很慢；
2) 阴离子型一般用于废水处理絮凝剂，阳离子型一般用于污泥脱水；
3) 作为絮凝剂时用药量一般为1-2ppm，即每处理1吨废水用药量约为1-2g；
4) 使用时阴离子型一般配制成0.1%左右的水溶液，阳离子型可配制成0.1%-0.5%；
5) 配制溶液时应先在溶解槽中加水，然后开启搅拌机，再将PAM沿着漩涡缓慢加入，PAM不能一次性快速投入，否则的话PAM会结块形成“鱼眼”而不能溶解；
6) 加完PAM后一般应继续搅拌30min以上，以确保其充分溶解；
7) 溶解后的PAM应尽快使用，阴离子型一般不要超过36h，阳离子型溶解后很容易水解，应24h内使用。
2.2. ST絮凝剂特性
ST絮凝剂是种新型的水溶性高分子电解质。它具有离子度高、易溶于水（在整个PH 值范围内完全溶于水，且不受低水温的影响）、不成凝胶、水解稳定性好等特点，由于ST 絮凝剂的大分子链上所带的正电荷密度高，产物的水溶性好，分子量适中，因此具有絮凝和消毒的双重性能。它不仅可有效地降低水中悬浮物固体含量，从而降低水的浊度：而且
还可使病毒沉降和降低水中三卤甲烷前体的作用，因而使水中的总含碳量（TOC）降低。ST絮凝剂可作为主絮凝剂和助凝剂使用（其用量0.5-0.7PPM相当于明矾50~60PPM），对水的澄清有明显的效果，特别是对低浊度水的处理，更是其它类型的高分子絮凝剂所不及。ST絮凝剂与传统使用的无机絮凝剂（如硫酸铝、碱式氯化铝等）相比，具有产生的淤泥量少，沉降速度快水质好，成本低等特点，而且还可采用直接过滤的新工艺，这对传统的上水处理无疑是一个重大改革。
ST絮凝剂产品的技术指标为：
外观：无色或淡黄色粘稠液体
含量：≥30%（m/m）
特性粘度：≥40%（m1/g）
离子度：≥50%(m/m)
ST絮凝剂的使用方法：
ST絮凝剂可单独使用，或与硫酸铝、碱式氯化铝复合使用。复合使用时、可减少无机絮凝剂添加量，并大大减少产生的污泥量。
ST絮凝剂的最佳使用浓度是使Zate电位零或接近于零时用量。当用量过多时，反而起分散作用。
ST絮凝剂单独使用时，其加药量范围为0.2-10ppm。
ST絮凝剂在低温贮存时，将使胶体或液体冻成冰块，影响它的絮凝活性。因此，应在0-32℃之间贮顾为宜。
ST絮凝剂应可能用中性不含金属盐的水来配制贮备液。贮备液一般配成1%、0.5%或0.1%的液体。与其它高分子絮凝剂一样，ST絮凝剂在剪切力较高的高速搅拌下，将会被切断分子链，从面降低絮凝剂性能。因此，溶解、输送和絮凝过程，都不要使用较高速度的旋转搅拌机和离心泵。一般溶解和絮凝时可用吹入空气或用约100转/分低速的螺旋式搅拌为宜。输送则尽可能利用位差或排液泵为宜。
ST絮剂的效果与加入方法有很大关系，为使ST絮凝剂与悬浮物能充分混匀，絮凝剂应尽可能稀释并多次加入。
为了使ST絮凝剂的分子链既不被剪断，同时又能与处理体系充分混合，可采用：（一）在
处理物流动管中多次分散加入ST絮凝剂；（二）用压缩空气搅拌；（三）用螺旋桨搅拌器在100转/分低速下进行。形成絮凝块后，便要避免搅拌。
ST絮凝剂广泛应用于净水、破乳、造纸双元助留、造纸浆液阴离子杂质消除等领域。
第二章PAM和铝盐混凝剂联用
1. 摘要
本文试验研究了聚丙烯酰胺和聚合氯化铝或硫酸铝联用除浊、除UV254和CODMn的效果，结果表明：聚丙烯酰胺和聚合氯化铝或硫酸铝联用,比单独用聚合氯化铝或硫酸铝的除浊效果显著,而对UV254和CODMn去除率提高幅度不大，但可大量减少无机混凝剂用量和减少污泥湿基重量，从而减少水厂净水处理成本和污泥处理量。
关键词：聚丙烯酰胺污泥湿基重量经济分析
混凝是以地面水为水源的自来水处理厂不可缺少的基本净水工艺，国内各水厂大多使用无机混凝剂，投药量大，产生的污泥数量多、体积大，难以处理,而且净水效果也不尽如意。有机高分子聚丙烯酰胺(PAM)优良的助凝效果早已为人们熟知,但受其单体毒性、投加量及投加方式优化等问题的影响,国内自来水厂较少使用。然而研究表明：只要严格控制PAM投加量及产品单体含量，其在水厂使用不但可以提高净水效果，而且是最有效减少污泥数量、体积及改善污泥脱水性质的途径[1]。欧洲、美国已经有相当数量的给水厂选用聚丙烯酰胺作为给水处理的一种絮凝剂。随着环境问题的日益严重，水厂污泥处理已为人们所重视，我国有些城市的新建水厂及原有水厂已将污泥处理提上议事日程，有的水厂污泥处理工程已建成投产。同济大学在自来水厂使用PAM助凝和污泥处理方面作了大量研究，取得一定的经验。
2. 试验部分
取某河水水样，进行投加不同的混凝剂和聚丙烯酰胺的实验室混凝搅拌试验。
2.1 仪器与试剂
SC－956实验搅拌机（湖北省潜江县仪器厂）；2100N浊度仪（HACH公司）；751GW分光光度计（惠普上海分析仪器有限公司）；
聚合氯化铝（以下简称PAC，Al2O330%,盐基度65－80％，2300元/吨，上海五四净水剂厂）；
硫酸铝（以下简称AS，Al2O310%，900元/吨,上海五四净水剂厂）；
聚丙烯酰胺（以下简称PAM，AN910PWG，阴离子型，分子量1.42×107,单体含量0.008%,水解度20.5%,26000元/吨,法国SNF公司）。
2.2 搅拌试验
搅拌试验过程：一组烧杯，各取1L水样,在快速搅拌中(140r.min-1)加入无机混凝剂,搅拌1min,
然后转至慢速搅拌(30 r.min-1)15min；静置30min后取上清液测定浊度、CODMn和紫外吸光度。
PAM则于快速搅拌(140r.min-1)1min后加入，转至中速搅拌（100r.min-1)30s,再转至慢速搅拌(30 r.min-1)15min。
紫外吸光度在254nm处进行，水样测定前用0.45um膜过滤水样。
2.3污泥湿基重量
小心倾去上清液，直至烧杯中约剩50ml泥和水，然后用滤膜过滤至无水珠滴下称重。
3. 结果与讨论
3.1 净水效果比较
试验的原水主要水质情况：水温=24℃；pH=7.2；浊度=196NTU；UV254=0.176；CODMn =7.12mg/l。混凝搅拌试验结果，整理成图1至图6表示。
从图3至图6可以看出：PAM和无机混凝剂联合使用对UV254和CODMn去除效果均有提高,但幅度不大,因为PAM不能产生对有机物质具有吸附作用的水解产物，其对有机物的去除仅因提高固液分离效果得以提高。最为显著的是浊度的去除效果提高（见图1和图2），这是因为先加入的无机混凝剂和胶粒负电荷起电中和作用使胶体脱稳，去除了大的悬浮粒子，而高分子絮凝剂PAM能使被中和的胶体颗粒及很细微的胶粒迅速吸附和桥联，可去除很微细的胶粒，从而去浊效果大大提高。
3.2 污泥湿基重量比较
表2 投加AS和AS+PAM 产生的污泥湿基重量比较
编号12345
投加AS（mg/l）1020304050
剩余浊度（NTU）48.717.711.7 5.41 2.23
投加AS+PAM0.2mg/l 15.2 6.27 2.34 1.32 1.28
污泥湿基重量(g) 1.7121 1.9273 2.0384 2.2671 2.7837
投加AS+PAM0.2mg/l 1.0718 1.1925 1.2079 1.4219 1.6310由表1和表2可见：加入PAM后，各污泥湿基重量分别减少约40％，究其原因可能是单独投加铝盐时污泥中一般以无机金属氢氧化合物为主，这些化合物带大量的结合水，造成污泥含水率增高，体积庞大[2]。而加入PAM，一方面可减少无机混凝剂的量，从而减少金属氢氧化物沉淀及结合水，另一方面形成的絮体紧密，可“压缩”絮体孔隙中的水和减少无机金属氢氧化合物和水的结合位。
3.3 经济技术分析
加入有机絮凝剂PAM后, 污泥湿基重量减少很多,取剩余浊度为5NTU左右的水样进行比较(表1中的两个2号之间,表2中的两个4号之间)：10mg/lPAC产生的湿基污泥量为1.3970g,5mg/lPAC+0.2mg/lPAM产生的湿基污泥量为0.8764g,前者多产生的湿基污泥量0.5206g,测其含固率为10.38%,则其折算成干污泥量0.05404g。同样可以计算出40mg/lAS 比20mg/lAS+0.2mg/lPAM多产生干污泥量0.06436g（测得40mg/lAS产生的湿基污泥含固
率为5.99%）。根据上海闵行水厂一车间的污泥处理经验排泥水折算成干污泥的处理费用为912.32元/吨干泥[3]。以水厂处理万吨水为例进行经济分析见下表3和表4：表4 用AS+PAM，万吨水可节约处理费用（元）
干泥量（t）节约污泥处理费用（元）总计节约处理费用（元）
0.06436g/l=0.6436t/万t 0.6436×912.32元/t=587.17元587.17+128=715.17元
絮凝剂用量节约絮凝剂费用（元）
40mg/l=0.4t/万t (0.4×900)-(0.2×900+0.002×26000)=128元
20mg/l=0.2t/万t
0.2mg/l=0.002t/万t
4. 小结
（1）PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂，可以使去浊效果明显改善，而对去除CODMn和UV254改善很少；
（2）PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂，可使污泥湿基重量减少40%左右；
（3）PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂，可降低污泥处理费和净水加药费用,从而能降低总的净水成本；
（4）用于饮用水处理的PAM，其单体AM含量均应小于0.05%，PAM投加率一般均少于1mg/l，足以保证饮用水的安全性。我国许多以地面水为水源的净水厂（特别是原水浊度较高的净水厂）在用混凝剂的同时，适量投加PAM，将具有很大的经济效益和社会效益。（5）阳离子型PAM的价格较高（一般为阴离子价格的两倍左右），而非离子型PAM溶解性较差，对这两种类型PAM和无机混凝剂联用时的净水效果，有待进一步探讨。
混凝与絮凝的比较
混凝与絮凝的比较 絮凝剂是用来提高沉降、澄清、过滤、气浮、离心分离等工艺过程的速度和效率。絮凝过程就是悬浮液中许多单独颗粒形成聚集体（絮团或矾花）的过程。 水处理中，混凝和絮凝代表两种不同的机制。 混凝 水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时，其布朗运动的能量足以阻止重力的作用，而使颗粒不发生沉降。这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。而且，悬浮颗粒表面往往带电（常常是负电），颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大，从而增加了悬浮液的稳定性。混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”。于是，颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用，互相结合变大，以利于从水中分离。 混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物，多数为液态。它们分为无机和有机两大类。无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。 絮凝 絮凝是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上，促进颗粒与颗粒聚集。 絮凝剂为有机聚合物，多数分子量较高，并有特定的电性（离子性）和电荷密度（离子度）。 实际过程要比上述理论复杂得多。由于混凝剂/絮凝剂都是高分子物质，同一产品中大大小小的分子都有，所谓“分子量”只是一个平均概念。所以，在用某一混凝剂或絮凝剂处理污水是，“电中和”和“架桥”作用会交织在一起同时发生。絮凝过程是多种因素综合作用的结果，目前仍有一些没有认清和解决的问题。就我们所知，絮凝过程与絮凝剂分子结构、电荷密度、分子量有关；与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关；与介质（水）的pH值、电导、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。因此尽管有理论和经验可循，用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。 1、PAC(聚合氯化铝)的溶解与使用 1) PAC为无机高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蚀性； 2) 根据原水水质情况不同,使用前应先做小试求得最佳用药量(具体方法可参见第2条:聚合硫酸铁的溶解与使用-加药量的确定)；(参考用量范围:20-800ppm) 3) 为便于计算,实验小试溶液配置按重量体积比(W/V),一般以2～5%配为好。如配3%溶液:称PAC3g,盛入洗净的200ml量筒中,加清水约50ml,待溶解后再加水稀释至100ml刻度,摇匀即可； 4) 使用时液体产品配成5-10%的水液,固体产品配成3-5%的水液(按商品重量计算)； 5) 使用配制时按固体:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解后,再加水稀释至上述浓度即可； 6) 低于1%溶液易水解,会降低使用效果；浓度太高易造成浪费,不容易控制加药量； 7) 加药按求得的最佳投加量投加； 8) 运行中注意观察调整,如见沉淀池矾花少、余浊大，则投加量过少；如见沉淀池矾花大且上翻、余浊高，则加药量过大，应适当调整； 9) 加药设施应防腐。 2、聚合硫酸铁(PFS)的溶解与使用 1) PFS溶液配制 a. 使用时一般将其配制成5%-20%的浓度； b. 一般情况下当日配制当日使用，配药如用自来水，稍有沉淀物属正常现象。 2) 加药量的确定 因原水性质各，应根据不同情况，现场调试或作烧杯混凝试验，取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。 a.取原水1L，测定其PH值； b.调整其PH值为6-9；
污水处理中沉淀工艺的原理及特点
污水处理中沉淀工艺的原理及特点 针对沉淀是去除水中悬浮物的主要单元，对沉淀工艺的进展方面进行了论述，主要介绍 了平流式沉淀池、蜂窝斜管填料沉淀池、高密度沉淀池、拦截式沉淀池的特点和优点，旨在 提高沉淀池的沉降效率。 目前，国内外的给水处理工艺大多采用沉淀（澄清）过滤和消毒形式，其中沉淀部分对 原水中悬浮物的去除显得尤为重要。沉淀池作为去除水中悬浮物的主要设施之一，在水行业 得到了广泛的应用。纵观沉淀构筑物的发展可以发现，在20世纪6O年代以前主要采用平流式、竖流式和辐流式沉淀池，60年代起各种澄清池盛行一时，70年代后，主要是斜管、斜板及复合型沉淀池。沉淀构筑物形式的改进提高了沉淀分离的效率。沉淀池的设计和开发都是 围绕怎样增加沉淀面积和改变水流流态这两方面进行的。沉淀池的设计总是以提高沉淀池的 沉降效率为目的。提高沉降效率有两种方法：1）缩短颗粒的沉淀距离、增大沉淀池面积，斜管沉淀属这一类；2）增大矾花颗粒的下沉速度，通过采用高效絮凝剂和优化絮凝工艺来实现。 1、平流式沉淀池 平流式沉淀池是目前我国大中型给水厂使用最广泛的池型，具有结构简单、管理方便、 耐冲击负荷强等优点。平流式沉淀池为矩形，上部为沉淀区，下部为污泥区，池前部有进水区，池后部有出水区。经混凝的原水流入沉淀池后，沿进水区整个截面均匀分配，进入沉淀区，然后缓慢流向出口区。水中的颗粒沉于池底，沉积的污泥定期排出池外。 2、蜂窝斜板（管）沉淀池 蜂窝斜板（管）沉淀是把与水平面成一定角度（一般为60。）的众多蜂窝斜板（管）组 件置于沉淀池中。水流可从下向上或从上向下流动，颗粒则沉于底部，而后自动滑下。从改 善沉淀池水力条件来分析，由于沉淀池水力半径大大减小，从而使雷诺数R大为降低，弗劳 德数大为提高，满足了水流稳定性和层流的要求。为了进一步提高沉淀效率，许多改良型的 蜂窝斜板（管）沉淀池应运而生。 蜂窝斜管填料特点： 1. 湿周大，水力半径小。 2. 层流状态好，颗粒沉降不受絮流干扰。 3. 当斜管填料管长为1米时，有效负荷按3-5吨/米2·时设计。V0控制在2.5-3.0毫米/秒范围内，出水水质最佳。 4. 在取水口处采用斜管填料，管长2.0～3.0米时，可在50-100公斤/米3泥砂含量的高浊 度中安全运行处理。 5. 采用斜管填料沉淀池，其处理能力是平流式沉淀池的3-5倍，加速澄清池和脉冲澄清池的 2-3倍。 6．采用优质无毒,孔径表面积大,不易老化,耐久性强,表面光滑,耐酸耐碱,轻质耐压,使用寿 命长,组装方便,安装牢固。
污水处理絮凝剂
污水处理絮凝剂 一、概述 造纸生产中用水多、消耗化学药品多、污染非常严重，在造纸工业中的污水处理剂也是一种非常重要的化学助剂。污水处理最常用的是絮凝沉淀剂。絮凝剂是能使溶胶变成絮状沉淀的凝结剂。絮凝剂能使分散相从分散介质中分离出絮状沉淀，其凝结作用称为絮凝作用。用于促进废液中废物沉降、过滤、澄清等过程的普通絮凝剂，包括无机物和有机高分子。两者可单独使用，也可配合使用，但配合使用比单独使用效果更佳。 1．絮凝原理制浆造纸的废液中所含杂质范围很大，从呈稳定的胶体状态的杂质，到只有流动状态下的悬浮，以至在静止时沉淀的较大颗粒等杂质。它们在水中不容易沉淀，必须添加药剂改变物质的界面特性，使分散的胶体聚合，然后形成大颗粒，使这些胶体粒子易于沉降或浮上分离，此过程称为絮凝。在废水处理中，水中胶体粒子多数带负电荷，这些带负电荷的粒子吸引水中的阳离子，而排斥阴离子，这也是胶体粒子得以稳定的原因。因此，在胶体粒子表面附近，阳离子浓度高，阴离子浓度低。这样胶体粒子表面形成Zeta电位。絮凝剂多为电解质，加人水中电离出带相反电荷的部分与腔体粒子的电荷中和，粒子间斥力作用也随之消失，便可形成大颗粒而沉降，水即可澄清。一般认为，如果将粒子表面Zeta 电位降到±5V，可以得到良好的絮凝效果。由此看出，微小粒子聚集形成大颗粒的絮凝作用是由于静电力、化学力或机械力的作用或三者共同作用的结果，这就是一般絮凝的原理。 2．絮凝过程及其影响因素絮凝过程主要包括4个阶段 ①向废水中添加絮凝剂； ②絮凝剂在液体中扩散； ③为了使絮凝剂和悬浮物粒子接触而进行搅拌； ④为了使接触后的粒子成为大而重的颗粒而进行的搅拌。实际上这些阶段有的也很难分开。 从以上过程看，絮凝是一种物理化学过程，所以，影响因素较多，除了废液中胶体粒子的种类、胶体粒子的大小、表面特性、胶体粒子的浓度和絮凝剂的种类与特性等因素外，还包括溶液的pH值，共存物质(特别是盐类)的种类和浓度，反应温度和温度变化，搅拌的方法及絮凝剂用量等等。 总之，胶体粒子的絮凝是较复杂的过程，影响因素是多方面的。所以，最好的方法是对实际废水进行絮凝试验，选出最佳絮凝剂及其絮凝条件。 从诸多因素影响来看，只要废液和絮凝剂一定，最为重要的影响因素就是胶体粒子浓度和搅拌条件。胶体粒子越浓，粒径犬小越不均匀，粒子间接触的几率越大，絮凝效果越好。同时搅拌仅对絮凝效果有很大影响。为了便于胶体粒子与絮凝剂有良好的接触，搅拌越剧烈效果越好。而在絮凝颗粒生长过程中，搅拌太剧烈则使颗粒破坏或长不大，此时则应缓慢搅拌。所以絮凝过程中，加入絮凝剂后搅拌应先快后慢。加入絮凝剂在溶液中电离出离子的电荷和絮凝剂的用量也影响很大。一般电离出离子电荷越高，浓度越大，絮凝效果越好。除化学法外，造纸厂废水处理还可采用机械法、沉降法、过滤法、离心分离法、生物化学法等，且各种方法均有一定的效果。废水应用何种方法处理，需要根据其中所含物质的成分及浓度、要求净化的程度、排放标准、回收废物的综合利用等诸多因素来考虑。为了提高废水处理的效率，可将多种方法合用。常常采取的是多级综合处理法： 一级处理：即预处理，常用物理机械法和化学法如筛选、沉降、混凝、浮选、调整pH 值等除去固体物、酸、碱等。 二级处理：一般采用生化处理，以除去被微生物分解或氧化的有机物和悬浮体。．如废
整理编辑：絮凝剂、混凝剂、助凝剂的原理和区别
整理编辑：絮凝剂、混凝剂、助凝剂的原理和区别 一、絮凝的定义和絮凝剂的分类 絮凝是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上，促进颗粒与颗粒聚集。絮凝剂多数为聚合物，并有特定的电性（离子性）和电荷密度（离子度）。 絮凝剂一般分有机絮凝剂和有机絮凝剂。无机絮凝剂有硫酸亚铁、氯化亚铁、明矾、聚合氯化铝、碱式氯化铝、、硫酸铝、氯化钙等；有机絮凝无主要是高分子絮凝剂，目前使用的比较多的是聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯磺酸盐、聚氧化乙烯等。 二、混凝的原理混凝剂的类别 水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时，其布朗运动的能量足以阻止重力的作用，而使颗粒不发生沉降。这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。而且，悬浮颗粒表面往往带电（常常是负电），颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大，从而增加了悬浮液的稳定性。 混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”。于是，颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用，互相结合变大，以利于从水中分离。 混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物，多数为液态。它们分为无机和有机两大类。无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。常用的铁盐混凝剂是三氯化铁。该种混凝剂适合的pH在6.8～8.4之间，因其水解过程中会产生H+，降低pH，因而一般需投加石灰作为助凝剂。三氯化铁在对污泥的调质中能生成大而重的絮体，使之易于脱水，因而使用较多。 三、助凝剂的作用机理和分类 助凝剂是为了改善或强化混凝过程而投加的一些辅助药剂，其作用原理与具体用途有关，对于藻类过量繁殖的情况，可加入氧化剂进行预氧化提高混凝效果，也可加入有机高分子助凝剂，增加絮体密度，提高混凝沉淀效果；对于低温低浊水处理，由于其黏度大，絮体沉降性能差，造成混凝剂投加量增大，此时加入有机或无机高分子助凝剂增大絮体尺寸、增加絮体密度，提高沉速；对于碱度较低的原水，混凝过程会导致pH下降，不但影响混凝效果，而且会产生酸性水，不利于管网水质稳定，因此需要投加碱进行pH调整；对于有机类色度水，不但混凝剂投加量升高，而且沉降性能恶化，可加入一定量有机高分子助凝剂提高沉降性能，也可加入一定量的氧化剂破坏有机物对胶体的稳定作用。对于含铁、锰废水，氧化剂可使铁和锰的有机物络合物破坏，有利水中铁、锰和有机物的去除。 助凝剂种类：⒈有机与无机高分子，如活化硅酸、聚丙烯酰胺、骨胶等；⒉pH调节剂如盐酸、硫酸和碱石灰；⒊无机颗粒如黏土、微砂、硅藻土、粉煤灰、细炉渣等惰性物质；⒋氧化剂如高锰酸钾、二氧化氯等。助凝剂的作用是调节污泥的pH(如加石灰)，或提供形成较大絮体的骨料，改善污泥颗粒的结构，从而增强混凝剂的混凝作用。 在实际运用中由于混凝剂/絮凝剂/助凝剂都是高分子物质，同一产品中大大小小的分子都有，
絮凝剂在污水处理中的应用
中国石油大学（华东）油田化学实验报告 实验日期：2015.05.13成绩： 班级：石工12-班学号：12021367姓名：善人教师： 同组者： 实验九絮凝剂在污水处理中的应用 一、实验目的 1. 观察絮凝剂(即混凝剂与助凝剂)净化水的现象，了解絮凝剂在污水处理中的作用机理和使用性质。 2. 掌握一种寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。 二、实验原理 水的净化可使用各种絮凝剂。在絮凝剂中，能使水中泥沙聚沉的物质叫混凝剂。常用的混凝剂主要有无机阳离子型聚合物，如羟基铝、羟基锆等，这些无机阳离子型聚合物可在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。此外，也可用三氯化铁、三氯化铝和氧氯化锆等化学剂通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子，起到羟基铝、羟基锆同样的作用。 混凝剂并非用得越多越好。因混凝剂使用浓度过高将使泥沙表面吸附过量的铁离子而带正电，致使铁的多核羟桥络离子对它失去聚沉作用。因此，混凝剂的使用应有一个最适宜的质量浓度。 配合混凝剂使用，从而使它的净化效果提高、用量减少的物质叫助凝剂。助凝剂多是水溶性高分子。高分子的分子(或其缔合分子)可将被混凝剂聚结起来的泥沙颗粒进一步聚结，从而加快它的聚沉速度。常用的助凝剂有部分水解聚丙烯酰胺、钠羧甲基纤维素和褐藻酸钠等。 同样，助凝剂也并非用得越多越好。因助凝剂超过一定质量浓度，就可在水中形成网状结构，反而妨碍了泥沙颗粒的聚沉。因此，助凝剂的使用也有一个最适宜的浓度。 三、实验仪器、药品与材料 1. 实验仪器 电子天平(感量0.001g)、具塞比色管、小滴瓶、小烧杯、温度计。
2. 药品与材料 三氯化铁(化学纯)、部分水解聚丙烯酰胺(工业品)。污水(在1L 水中加入60g 高岭土，高速搅拌20min 后，在室温下密闭养护24h) 四、设计实验内容 实验过程中用目视比色法观察絮凝剂的净水现象和作用效果，以表格形式记录实验现象和实验数据。 1、单独使用混凝剂，测定实验条件下净化污水所需混凝剂的最适宜浓度。 2、单独使用助凝剂，测定实验条件下助凝剂的最适宜使用浓度。 3、助凝剂配合混凝剂使用，确定在助凝剂存在下混凝剂的最适宜浓度。 五、数据处理 计算净化污水所用混凝剂和助凝剂的最适宜质量浓度（用mg/L表示）。 絮凝剂在污水处理中的作用与原始数据记录表 混 （滴） 凝 剂
水处理过程中化学絮凝的原理和应用
水处理过程中化学絮凝的原理和应用 摘要：絮凝沉降(或浮上)进行固液分离的方法是目前水处理技术中重要的分离方法之一，采用水溶液高聚物为絮凝剂来处理工业废水、生活废水、工业给水、循环冷却水、民用水时，具有促进水质澄清，加快沉降污泥的过滤速度，减少泥渣数量和滤饼便于处置等优点[1]。本文介绍了采用絮凝剂絮凝的原理、絮凝剂的分类、在生产生活中的应用以及研究进展。 关键词：絮凝剂原理应用共聚物衍生物 一、化学絮凝原理 絮凝剂的化学絮凝原理是假设粒子以明确的化学结构凝集，并由于彼此的化学反应造成胶质粒子的不稳定状态。当发生凝结作用时，胶体粒子必失去稳定作用或发生电性中和，不稳定的胶体粒子再互相碰撞而形成较大的颗粒。当加入絮凝剂时，它会离子化，并与离子表面形成价键。为克服离子彼此间的排斥力，絮凝剂会由于搅拌及布朗运动而使得粒子间产生碰撞，当粒子逐渐接近时，氢键及范德华力促使粒子结成更大的颗粒。碰撞一旦开始，粒子便经由不同的物理化学作用而开始凝集，较大颗粒粒子从水中分离而沉降 [2]。 二、化学絮凝剂的简述 在絮凝过程中用到的助剂称为絮凝剂。絮凝剂有不少品种，其共通特点是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块。化学絮凝剂简述如下。
1.无机絮凝剂 1.1无机絮凝剂的分类和性质[3] 无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类。在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂，它的出现不仅降低了处理成本，而且提高了功效。这类絮凝剂中存在多羟基络离子，以oh-为架桥形成多核络离子，从而变成了巨大的无机高分子化合物，无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好，其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子，能够强烈吸附胶体微粒，通过粘附、架桥和交联作用，从而促使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了zeta电位，使胶体粒子由原来的相斥变成相吸，破坏了胶团的稳定性，促使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，而且沉淀的表面积可达(200～1000)m2/g，极具吸附能力。也就是说，聚合物既有吸附脱稳作用，又可发挥黏附、桥联以及卷扫絮凝作用。 1.2改性的单阳离子无机絮凝剂 除常用的聚铝、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力，引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力，从而改变絮凝效果，其可能的原因是[4]：某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布，或者是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。
絮凝剂在污水处理中的应用
中国石油大学油田化学实验报告 实验日期： 2011/11/1 成绩： 班级：石工09-10 学号： 09021452 姓名：任 婷教师： 同组者：周霞 絮凝剂在污水处理中的应用 一、实验目的 1．观察絮凝剂(即混凝剂与助凝剂)净化水的现象，了解絮凝剂在污水处理中的作用机理和使用性质。 2．掌握一种寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。 二、实验原理 水的净化可使用各种絮凝剂。在絮凝剂中，能使水中泥沙聚沉的物质叫混凝剂。常用的混凝剂主要有无机阳离子型聚合物，如羟基铝、羟基锆等，这些无机阳离子型聚合物可在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。此外，也可用三氯化铁、三氯化铝和氧氯化锆等化学剂通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子，起到羟基铝、羟基锆同样的作用。 混凝剂并非用得越多越好。因混凝剂使用浓度过高将使泥沙表面吸附过量的铁离子而带正电，致使铁的多核羟桥络离子对它失去聚沉作用。因此，混凝剂的使用应有一个最适宜的质量浓度。 配合混凝剂使用，从而使它的净化效果提高、用量减少的物质叫助凝剂。助凝剂多是水溶性高分子。高分子的分子(或其缔合分子)可将被混凝剂聚结起来的泥沙颗粒进一步聚结，从而加快它的聚沉速度。常用的助凝剂有部分水解聚丙烯酰胺、钠羧甲基纤维素和褐藻酸钠等。 同样，助凝剂也并非用得越多越好。因助凝剂超过一定质量浓度，就可在水中形成网状结构，反而妨碍了泥沙颗粒的聚沉。因此，助凝剂的使用也有一个最适宜的浓度。 三、仪器、药品与材料 1．实验仪器 电子天平(感量0.001g)、具塞比色管、小滴瓶、小烧杯、温度计。 2．药品与材料 三氯化铁(化学纯)、部分水解聚丙烯酰胺(工业品)。
混凝沉淀技术在污水处理中的应用
混凝沉淀技术在污水处理中的应用 摘要：水是生命之源，它孕育和滋养了地球上的一切生命．并从各个方面为人类社会服务。水资源的短缺和水环境污染已经严重威胁着人类的健康和安全，制约着经济的进一步发展。水资源保护和水污染防治已成为人类能否实施可持续发展战略的关键问题，引起全世界的普遍关注。 关键词: 水环境污染混凝沉降混凝剂资源利用 1前言 随着我国经济的迅速发展,人口的增加,人民生活水平的逐步提高,工业化和城市化步伐的加快,用水量急剧增加,污水排放量也相应增加,加剧了淡水资源的短缺和水环境的污染,使地表水,尤其是城市河流水水质逐年变差,水质恶化失去了水源水的利用价值。为保证水资源的可持续利用,解决水环境污染问题,国内外在水处理方面做了大量工作,开发了多种水处理工艺,如生化法、离子交换法、吸附法、化学氧化法、电渗析法和污水生态处理技术等。与这些方法相比,混凝沉淀法以其处理效率高、经济、简便的特点成为世界各国普遍使用的一种水质处理技术。 2混凝沉淀的应用 2.1混凝沉淀的基本原理 废水中的胶体物质具有巨大的比表面积，可以吸附液体介质中的正离子或负离子或极性分子等，使固液两相界面上的电荷呈不平衡分布，在界面两边产生电位差，这就是胶体微粒的双电层结构。形成双电层结构的微粒的整个胶体结构就称为胶团，整个胶团是电中性的。胶团中心是带有电荷的固体微粒本
身，称为胶核。胶核所带电荷的符号就是胶体所带电荷的符号。胶体微粒之所以能在水中保持稳定性，原因在于 胶体粒子之间的静电斥力（胶体常 常带有同种电荷而具有斥力）、胶 体表面的水化作用及胶粒之间相互 吸引的范德华力共同作用。胶体微 粒带电越多，其电位就越大，带电 荷的胶粒和反离子与周围水分子发 生水化作用越大，水化壳也越厚，越具有稳定性。向水中投加药剂，使胶体失去稳定性而形成微小颗粒，而后这些均匀分散的微小颗粒再进一步形成较大的颗粒，从液体中沉淀下来，这个过程称为凝聚。这种过程一般分为3种作用形式：压缩双电层作用、吸附电性中和、吸附架桥作用和沉析物网捕作用 2.1.1压缩双电层作用 水中粘土胶团含有吸附层和扩散层，合称双电层。双电层中正离子浓度由内向外逐渐降低，最后与水中的正离子浓度大致相等。因此双电层有一定的厚度。如向水中加入大量电解质，则其正离子就会挤入扩散层而使之变薄；进而挤入吸附层，使胶核表面的负电性降低。这种作用称压缩双电层。（胶体双电层结构） 也就是说通过加入电解质压缩扩散层而导致胶粒脱稳凝聚的作用机理。脱稳：胶粒因ζ电位降低而失去稳定性的过程；凝聚：脱稳胶体相互凝结形成微小絮凝体的过程。【1】 2.1.2 吸附-电中和作用：
污水处理常用药剂
污水处理中常用的药剂介绍 为了使废水处理后达标排放或进行回用，在处理过程需要使用多种化学药剂。根据用途的不同，可以将这些药剂分成以下几类： ⑴絮凝剂：有时又称为混凝剂，可作为强化固液分离的手段，用于初沉池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理等工艺环节。 ⑵助凝剂：辅助絮凝剂发挥作用，加强混凝效果。 ⑶调理剂：又称为脱水剂，用于对脱水前剩余污泥的调理，其品种包括上 述的部分絮凝剂和助凝剂。 ⑷破乳剂：有时也称脱稳剂，主要用于对含有乳化油的含油废水气浮前的 预处理，其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。 ⑸消泡剂：主要用于消除曝气或搅拌过程中出现的大量泡沫。 ⑹pH调整剂：用于将酸性废水和碱性废水的pH值调整为中性。 ⑺氧化还原剂：用于含有氧化性物质或还原性物质的工业废水的处理。 ⑻消毒剂：用于在废水处理后排放或回用前的消毒处理。 以上药剂的种类虽然很多，但一种药剂在不同的场合使用，起到的作用不同，也就会拥有不同的称呼。比如说Cl2，应用在加强污水的混凝处理效果时 被称为助凝剂，用于氧化废水中的氰*化物或有机物时被称为氧化剂，用于消毒处理自然就被称为消毒剂。 什么是絮凝剂？其作用是什么？ 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。
在应用传统的絮凝剂时，可以使用投加助凝剂的方法来加强絮凝效果。例 如把活化硅酸作为硫酸亚铁、硫酸铝等无机絮凝剂的助凝剂并分前后顺序投加，可以取得很好的絮凝作用。因此，通俗地讲，无机高分子絮凝剂IPF其实就是 把助凝剂与絮凝剂结合在一起制备然后合并投加来简化用户的操作。 混凝处理通常置于固液分离设施前，与分离设施组合起来、有效地去除原 水中的粒度为1nm～100μm的悬浮物和胶体物质，降低出水浊度和CODCr，可用在污水处理流程的预处理、深度处理，也可用于剩余污泥处理。混凝处理 还可有效地去除水中的微生物、病原菌，并可去除污水中的乳化油、色度、重 金属离子及其他一些污染物，利用混凝沉淀处理污水中含有的磷时去除率可高 达90～95%，是最便宜而又高效的除磷方法。 絮凝剂的作用机理是什么？ 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。
第三章 凝聚与絮凝
第三章凝聚与絮凝 名词解释 1.凝聚：胶体脱稳并生成微小絮凝体的过程； 2.絮凝：脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程； 3.混凝：凝聚和絮凝的总称，分别解释。 4.势垒： 5.聚沉值：在指定情形下使一定量的胶体颗粒聚沉所需的电解质的最低浓度。 6.临界电位：将ξ电位降至某一数值使胶体颗粒总势能曲线上的势垒处E=0， 胶体颗粒即可产生凝聚作用，此时的ξ电位称为临界电位。 7.盐基度：B=[OH]/3[Al]=n/6其比值表示水解和聚合反应的程度。 8.Stern层：在与胶体表面附近一、两个分子厚的区域内，反离子由于受到胶 体表面电荷强烈的静电引力而与胶体紧密吸附在一起，这一固定吸附层为stern层。 考点总结 胶体 1.定义：尺寸在1nm-1μm之间颗粒，包括浊质，天然有色成分，病毒，细菌 类，藻类。 2.去除原因：使水产生浑浊的原因；水中细菌、病毒、污染物的载体；为专项 杂质去除的前驱工艺，减轻后部负荷。 3.胶体带电原因：1）同晶置换，胶体颗粒结晶中的晶格取代使胶体表面产生 电荷；2）电离，胶体颗粒表面某些化学基团在水中电离使胶体带点；3）胶体颗粒表面与水作用后溶解并电解使胶体带点；4）胶体颗粒对水中某些离子的吸附使胶体带电。 4.胶体双电层结构：受静电引力、热运动扩散、溶剂化力的共同作用。 胶核电位形成离子束缚反粒子自由反粒子 吸附层扩散层
5.Stern模型 φ0电位：双电层内层与外层之间的电位差； φs电位：又称Stern电位，为stern平面相对溶液内部的电位差； ξ电位：胶粒在滑动面上相对溶液内部的电位差。该电位为胶体体系稳定性的指示，其绝对值越大，胶体越稳定，越难处理。 6.胶体稳定的原因 1.动力稳定性：胶体尺寸较小，布朗运动可以客服重力，使胶体稳定； 2.带电稳定性：两个带相同电荷的胶体颗粒存在静电斥力； 3.溶剂化稳定性：胶体颗粒周围有一层水分子规律定向排列的水化层，胶体靠 近时，水化层中水分子被挤压变形产生反弹力； 7.胶体混凝机理 1)压缩双电层作用：高价态离子替换低价态离子使双电层变薄； 2)吸附—电中和作用：胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带 异号电荷的高分子，从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷，减少了胶体颗粒间的静电斥力，使胶体更易于聚沉。 3)吸附—架桥作用：高分子物质与胶粒也产生吸附作用，起胶粒与胶粒 之间的桥梁作用。 4)网捕—卷扫作用：当铝（铁）盐混凝剂投量很大而形成大量氢氧化物 沉淀时，会像多孔的网一样，将水中的胶体颗粒和悬浮浊质捕获、卷扫下来，称网捕或卷扫作用。 （都不可过量投加，吸附电中和会导致带异号电荷再次稳定，高分子絮凝剂会产生类似水化膜的高分子层产生反弹力） PAC主要利用水解缩合过程中产生的高价多核配合物的压缩双电层作用和吸附电中和作用。 8.絮凝影响因素 影响水混凝的主要因素有：水温、pH值、碱度、水中浊质颗粒浓度、水中有机污染物、混凝剂种类与投加量、混凝剂投加方式、水利条件。 水温：影响混凝剂水解效果，水的黏度，水的布朗运动。对于低温水处理，可以采用助凝剂，回流泥渣或采用接触过滤的形式。 pH值：影响混凝剂的水解效果，对高分子絮凝剂影响相对较小。
废水处理过程中絮凝剂的应用_林桂炽
文章编号:1001-7445(2004)增-0153-03 废水处理过程中絮凝剂的应用 林桂炽,黄玲珍 (广东省水产学校,广东广州510320) 摘要:目前,随着工业废水排放量的迅速增加,废水处理问题的日益突出.混凝法是一种被广泛采用和成本低 廉的处理方法,它能够极大地提高水处理的效率.其中一个关键问题是絮凝剂的选择,本文就无机、有机和复 合絮凝剂在水处理中的应用和性能进行探讨,同时,就部分新型的絮凝剂进行介绍. 关键词:絮凝剂;废水处理;应用;性能 中图分类号: 文献标识码:A 1 絮凝剂处理水的作用原理 将不同絮凝剂按一定比例调成水混凝剂,定量均匀溶于废水中形成胶体溶液.经过絮凝作用废水中悬浮微粒形成矾花,在沉降过程中矾花互相碰撞,使絮状物颗粒变大逐渐沉淀于底部.上清液通过布水槽、溢流堰由上部进入多功能池.上清液胶体通过河沙、炉渣、石子等滤料形成动态膜.动态膜具有吸附分散颗粒,去除悬浮有机物微粒的能力.废水中悬浮有机物微粒通过沙层、炉渣层等滤料微孔,定时自流过滤除去废水中杂质. 2 絮凝剂介绍 2.1 有机高分子絮凝剂 有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类.常见的有聚二乙基二甲基氯化氨,聚胺,天然聚合物(改性淀粉、腐植酸等),聚丙烯酸钠,阳离子型、非离子型和阴离子型聚丙烯酰胺.有机高分子絮凝剂在水处理中投加量少,絮凝速度快,受共存盐类、介质及环境温度影响小,生成污泥量也少;而且有机高分子絮凝剂大分子中可带-COO -,-NH -,-SO 3-,-OH -等亲水集团,具有链状、环状等多种结构,利于污染物进入絮体,脱色性好. 由于大多数有机高分子絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒,而且合成价格较高,故开发和利用受到一定限制,单独应用实例较少. 2.2 无机絮凝剂 (1)无机低分子絮凝剂 无机低分子絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等,其中硫酸铝最早是由美国开发的,迄今为止一直是重要的无机絮凝剂之一.但用于水处理时,低分子絮凝剂存在着成本高,腐蚀性大,在某些场合效果还不理想等缺点. (2)无机高分子絮凝剂 无机高分子絮凝剂是60年代后在传统的铝盐、铁盐的基础上发展起来的一类新型的水处理剂,和传统药剂相比,它能成倍地提高效能,且价格相应较低,因而有逐步成为主流药剂的趋势.目前,在日本、俄罗斯、西欧以及我国,无机高分子絮凝剂都已有相当规模生产和应用,聚合类药剂生产占絮凝剂总产量的30%～60%[1]. 第29卷增刊 2004年9月广西大学学报(自然科学版)Jour nal of G uangx i U niv er sity (N at Sci Ed)Vo l.29,Sup. Sept.,2004 a 收稿日期:200305作者简介:林桂炽(1977广东省水产学校助理讲师.
混凝剂比较
混凝剂的比较 1．硫酸铝 硫酸铝含有不同数量的结晶水，Al2(SO4)3·18H2O，其中n=6、10、14、16，18和27，常用的是Al2(SO4)3·18H2O 其分子量为666.41，比重1.61，外观为白色，光泽结晶。 硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性，室温时溶解度大致是50％，pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90％以上。 硫酸铝使用便利，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散。 硫酸铝在我国使用最为普遍，大都使用块状或粒状硫酸铝。根据其中不溶于水的物质的含量，可分为精制和粗制两种。 硫酸铝易溶于水，可干式或湿式投加。湿式投加时一般
采用10—20％的浓度(按商品固体重量计算)。硫酸铝使用时水的有效pH值范围较窄，约在5.5—8之间，其有效pH值随原水的硬度含量而异：对于软水，pH值在 5.7— 6.6；中等硬度的水为6.6— 7.2；硬度较高的水则为7.2—7.8。在控制硫酸铝剂量时应考虑上述特性。有时加入过量硫酸铝，会使水的pH值降至铝盐混凝有效pH 值以下，既浪费了药剂，又使处理后的水发混。 粗制硫酸铝中有效氧化铝含量基本与精制相同，主要是不溶于水的物质含量高，废渣较多，最好用热水并拌以搅拌，才能完全溶解，因含有游离酸，酸度较高，腐蚀性强，溶解与投加设备应考虑防腐。 2．聚合氯化铝 聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂。六十年代，日本在制造与应用方面做了大量工作，有逐步取代硫酸铝的趋势。我国在1973年曾在成都召开全国新型混凝剂技术经验交流会，会上对聚合氯化铝的产品质量提出了要求，其中要求含氧化铝(Al2O8)10％以上，碱化度为50—80％，不溶物1％以下等。 我国某些地区仍将聚合氯化铝称为碱式氯化铝[A1n(OH)m Cl3n-m]，这是由于对它的基本化学式的不同理解而造成的。聚合氯化铝的化学式应表示为 [Al2(OH)n C18-n]m，其中n可取1到5中间的任何整数，m
混凝剂水解产物与胶粒之间的作用混凝剂絮凝剂原理
混凝剂水解产物与胶粒之间的作用有四种:压缩双电层、吸附一电中和作用、吸附一架桥和网捕作用. (1)压缩双电层作用是指向原水中投加电解质，加入电解质后，水中与胶粒上反离子 具有相同电荷的离子浓度便随之增加。这些离子可与胶粒吸附的反离子发生交换或挤入吸附层，使胶粒所带电荷数减少，降低zeat电位，使扩散层厚度缩小 当电解质浓度足够大时，可使zeat电势为零，此时相应的状态称为等电态，这时的胶体非常容易聚沉。根据DLVO理论，压缩双电层不仅与混凝剂量有关，还与混凝剂中金属离子价数有关。在相同浓度下，电解质离子破坏胶体稳定性的能力随离子价的增高而加大. DLVO理论成功的解释了胶体的稳定及聚沉作用，但它忽视了水中反离子水解形态的 专属化学吸附能力，不能解释出现在混凝过程中的胶粒改变电性而重新稳定的现象。 (2)吸附一电中和理论能够解释压缩双电层理论所不能说明的一些问题，如高价混凝剂水解引起的胶体脱稳现象。高价混凝剂在水中水解缩聚形成带正电的高分子物，由于静电作用，带负电的胶粒与带正电的水解产物之间发生表面吸附，产生电中和现象，导致胶体zeat电位降低，发生凝聚。当胶粒吸附足够多的正电荷时，其电性发生改变，变成正电荷胶体，重新形成稳定。 “吸附一电中和”作用与“压缩双电层”作用，虽然最终都可使胶体的zeat电位降低，但两者的作用方式不同。“吸附一电中和”是异号电荷聚合离子或高分子直接吸附在胶核表面，使得总电位变化甚至变号，而压缩双电层则是依靠溶液中反离子浓度的增加使胶体扩散层厚度减小，导致zeat电位降低。胶核表面总电位并未变化，且不可能变号。 (3)吸附一架桥理论是指链状高分子聚合物对胶体的强烈吸附，或者两个同号胶粒吸附在同一个异号胶粒上，即胶粒与胶拉间的架桥联接作用。当高分子链的一端吸附了某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，形成“胶粒一高分子一胶粒”的絮体结构。 (4)网捕作用是当向水中投加铝盐或铁盐等含高价金属离子的化学药剂后，金属离子 经水解聚合可形成以水中胶粒为中心的胶体状沉淀物。这些沉淀物从水中析出的过程中，会吸附网捕，卷带水中的细小胶粒共同沉淀下来。当水中胶体杂质少时，这种作用所需絮凝剂量很大，反之，所需絮凝剂较少. 絮凝过程实际上是几种作用机理共同作用的结果，或者是在某种特定水质条件下以某一个机理为主。此外，絮凝机理除了与所用的絮凝剂的物化特性相关，还与所要处理的水质特性，如浊度、碱度、水中各种无机或有机杂质以及水力条件相关. 微絮凝深床过滤技术是省去沉淀过程将混凝、过滤及清洗过程在滤池内同步完成的一 种新型微絮凝过滤工艺技术，使污水在同一滤床单元体系中实现凝聚与分离成为可能 微絮凝直接过滤工艺以接触凝聚为主。原水加药混合后经微絮凝池使悬浮物产生微小的絮凝体，之后迅速进入滤料层接触絮凝，产生的絮凝体被滤料层吸附截留去除。由于微粒 在滤床间具有较大的亲和力，因此一旦微粒的zeat电位降低，它就会迅速在滤料层中凝聚，微粒间的吸力开始发挥作用。当zeat电位接近零时吸引力达到最大值，脱稳微粒之间相互吸附絮凝且不断被滤料截留而去除。在此过程中，絮凝是在滤料表层到深部逐步进行的，从而发挥滤料深层截污能力，达到过滤周期长、效果好的目的。该工艺不设沉淀池，不仅 节省了基建费用和空间，还可利用原有设备经过改造重复利用，真正实现节约成本，提高经济效益的日的。 用三氯化铝作混凝剂处理含盐量高、悬浮物超标的矿井水.将混凝剂加在机械过滤器前的来水管道中，使其在管道中与水充分混合后进入机械
直列式混合器、星形絮凝设备、V型沉淀设备、水处理
浩光水务系水务处理高新技术企业，专门致力于水质净化工程。 拥有独立自主研发的水处理技术知识产权。 拥有专业的水处理专家和人才队伍，为用户提供研发、技术方案设计、工程详细设计、系统采购、核心设备生产、工程施工、安装调试、技术培训和售后服务等整体水处理系统的专业服务。 拥有市政、造纸、电力、煤炭、化工、钢铁、食品、纺织、医药等行业水处理工作经验，对于采用物化法处理的水系统具有普遍适用性，可代替澄清池，省去滤池，出水水质直接达到工业使用要求。 承担行业内新建工程及改造项目，并根据用户实际需求和工程实际特点，提出具有针对性的解决方案，自项目前期至工程运转，浩光水务用专业服务将一直与客户紧密相连并终身延续。“浩然至臻，光远宣明”，我们愿意成为您值得信赖的合作伙伴，携手一道，破茧伐冰。 直列式混合器：形成调频涡流，使数种物料得到充分混合。本产品根据客户要求，采取不同材质，具有良好的耐腐蚀、强度高、外形美观、安装方便、混合快速高效、能耗低等特点。 星形絮凝设备：絮凝池内设置本品，合理控制湍流流态，促进絮凝效果，时间缩短，絮凝时间只需8分钟，最低可达5分钟，耗能低。产品整体形式按照反应池尺寸要求设计加工。本品原材料采用不锈钢或改性PVC等材料，具有良好的耐腐蚀性，强度高、外形美观、安装固定，方便、使用时间长等优点。 V型沉淀设备：本产品是在逆向流斜板设备中，利用设备截面差，造成沿重力方向的速度差，从而在上向水流的作用下，形成一定厚度的具有自我更新能力的粒子动态悬浮泥渣层，利用接触絮凝和沉淀原理，提高沉淀去除率及沉淀负荷。 设备材质选用乙丙共聚或PVC，本产品具有外形美观，表面光滑、利于排泥、表面负荷高、设备使用年限长、沉淀效果好等优点。
工业污水处理用哪种絮凝剂比较好
一般来说，絮凝剂是污水处理中必须用到的一种助剂，在物化以及生化阶段都需要用到，那么工业污水处理究竟该怎样去选择絮凝剂的种类呢？ 絮凝剂具体需要如何选择，主要考虑以下几个方面的因素：第一，看所采用的工艺，市政污水厂一般采用后加药的方式，在进水段一般不需要投加药剂，后段加药絮凝的目的一方面是为了缩短活性污泥在二沉池中的沉降时间，防止出现漂泥，另一方面是为了去除水一部分溶解态的磷酸盐，防止出水总磷浓度过高，所以工艺设计决定了絮凝剂如何选择，然后就需要针对处理效果不断优化絮凝剂的用量；工业废水一般会设置在前段加药，作为对生产车间的预处理，往往对于絮凝剂的投加量要求较高，且需要量比较多，这就不难理解为何工业废水使用的一般是铁盐，主要就是成本较低，而且铁盐对于废水的脱色效果更为明显，对于废水进水COD、SS都能达到30%以上的去除率，大大降低了后续处理构筑物的处理负荷，对于整个工艺而言也是相当重要的。 第二，需要考虑进水水质，对于工业废水来说，pH、温度、SS等是比较关键的几个影响因素，如果是酸性废水，那么使用铁盐的效果就不会很合适，因为
需要投加大量的碱剂，比如制革蓝皮加工废水，一般进pH在4~6之间，SS也相对较高，需要投加大量的石灰来促进沉淀；对于食品废水来说，进水SS不是很高，且以可降解有机物为主，可以用一些简单的无机絮凝剂就有不错的效果。 第三，从经济效益上去考虑，首先，药剂的价格，一般是市场上销售的药剂种类、品牌比较多，加上监管、检测手段的欠缺，质量更是参差不齐，所以需要多加比较，最好能自己具备检测条件，衡量药剂中的有效成分防止经济损失，另外要考虑的是加药组合成本高低，除此之外还需要考虑产泥量的高低，毕竟污泥转运也是耗费很大的成本核算的。整个选择的过程中需要不断的斟酌比较，也可以参考同行业废水处理药剂进行工艺优化分析研究，最终确定絮凝剂选择。 以上就是今天带给大家的简单分享，希望对大家有所帮助，同时也感谢大家一直以来的关注与支持！
污水中混凝与絮凝的比较
第一章混凝与絮凝的比较 絮凝剂是用来提高沉降、澄清、过滤、气浮、离心分离等工艺过程的速度和效率。絮凝过程就是悬浮液中许多单独颗粒形成聚集体（絮团或矾花）的过程。 水处理中，混凝和絮凝代表两种不同的机制。 1. 混凝 水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时，其布朗运动的能量足以阻止重力的作用，而使颗粒不发生沉降。这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。而且，悬浮颗粒表面往往带电（常常是负电），颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大，从而增加了悬浮液的稳定性。 混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”。颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用，互相结合变大，以利于从水中分离。 混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物，多数为液态。它们分为无机和有机两大类。无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。 1.1 PAC(聚合氯化铝)的溶解与使用 (1)PAC为无机高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蚀性； 根据原水水质情况不同,使用前应先做小试求得最佳用药量(具体方法可参见第2条:聚合硫酸铁的溶解与使用-加药量的确定)；(参考用量范围:20-800ppm) ； (2)为便于计算,实验小试溶液配置按重量体积比(W/V),一般以2～5%配为好。如配3%溶液:称PAC3g,盛入洗净的200ml量筒中,加清水约50ml,待溶解后再加水稀释至100ml刻度,摇匀即可； (3)使用时液体产品配成5-10%的水液,固体产品配成3-5%的水液(按商品重量计算)； 使用配制时按固体:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解后,再加水稀释至上述浓度即可； 低于1%溶液易水解,会降低使用效果；浓度太高易造成浪费,不容易控制加药量； 加药按求得的最佳投加量投加；
水处理中常用的絮凝剂有哪些
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。它们常常被用于水处理。 （一）无机混凝剂 1.低分子无机混凝剂 目前应用最广泛的简单无机型絮凝剂是铁系、铝系金属盐。主要有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铝。三氯化铁(Fe:常用的是六水合三氯化铁(FeCl3?6H20)形成的矾花沉淀性好,处理低温水或低浊度水效果比铝盐好,适宜pH值范围较宽,但处理后水的色度比铝系的高,有腐蚀性。硫酸亚铁(FeS04?H20)离解出的Fe2+只能生成最简单的单核络合物,不如二价铁盐那样有良好的混凝效果。硫酸铝(Al2(S04)3)是废水处理中使用最多的絮凝剂,使用便利,絮凝效果好,当水温低时水解困难,形成的絮体较松散,它的有效pH值范围较窄。明矶(Al2(S04)3?K2S04.24H20)的作用机理与硫酸铝同[14]。 2.无机高分子絮凝剂
无机离分子絮凝剂混凝效果高、价格低,有逐步成为主流药剂的趋势。我国此类絮凝剂的开发成绩显著。无机高分子絮凝剂的品种有阳离子型，如聚合氯化铝(PACL聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝（PAP）、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)、聚亚铁和阴离子型，如聚合硅酸。 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。 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。 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。