絮凝簡(jiǎn)析
使水或液體中懸浮微粒集聚變大,或形成絮團(tuán),從而加快粒子的聚沉,達(dá)到固-液分離的目的,這一現(xiàn)象或操作稱作絮凝。
通常絮凝的實(shí)施靠添加適當(dāng)?shù)男跄齽?,其作用是吸附微粒,在微粒間“架橋”,從而促進(jìn)集聚。膠乳工業(yè)中,絮凝是膠乳凝固的第一階段,是一種不可逆的聚集。絮凝劑通常為銨鹽一類電解質(zhì)或有吸附作用的膠質(zhì)化學(xué)品。
常見絮凝藥劑
主要分為兩大類別:鐵制劑系列和鋁制劑系列,當(dāng)然也包括其叢生的高聚物系列。絮凝劑有不少品種,其共通特點(diǎn)是能夠?qū)⑷芤褐械膽腋∥⒘>奂?lián)結(jié)形成粗大的絮狀團(tuán)粒或團(tuán)塊。
在水處理工程中較常見的絮凝劑如:硫酸鋁(明礬),聚合硫酸鋁(polyaluminiumsulfate),栲膠等等。
硫酸鐵
性狀:灰白色粉末或正交棱形結(jié)晶流動(dòng)淺黃色粉末。對(duì)光敏感。易吸濕。在水中溶解緩慢,但在水中有微量硫酸亞鐵時(shí)溶解較快,微溶于乙醇,幾乎不溶于丙酮和乙酸乙酯。在水溶液中緩慢地水解。相對(duì)密度(d18)3.097。熱至480℃分解。商品通常約含20%水呈淺黃色。也有含9分子結(jié)晶水的。相對(duì)密度2.1。175℃失去7分子結(jié)晶水。
用途:1、用于銀的分析,糖的定量測(cè)定。用作染料。墨水。凈水。鋁的雕刻。消毒。聚合催化劑等。2、分析試劑、糖定量測(cè)定、鐵催化劑、媒染劑、凈水劑制顏料、藥物。3、水處理行業(yè)用作凈水的混凝劑和污泥的處理劑。4、被用作媒染劑以及工業(yè)廢水的凝結(jié)劑,也用于顏料中。5、醫(yī)藥上用硫酸鐵作收斂劑和止血?jiǎng)?、用于鍍鋅鎳鐵合金、鍍鋅鐵鈷合金等電解液中。
硫酸鋁
性質(zhì):極易溶于水,硫酸鋁在純硫酸中不能溶解(只是共存),在硫酸溶液中與硫酸共同溶解于水,所以硫酸鋁在硫酸中溶解度就是硫酸鋁在水中的溶解度。常溫析出含有18分子結(jié)晶水,為18水硫酸鋁,工業(yè)上生產(chǎn)多為18水硫酸鋁。含無(wú)水硫酸鋁51.3%,即使100℃也不會(huì)自溶(溶于自身結(jié)晶水)。不易風(fēng)化而失去結(jié)晶水,比較穩(wěn)定,加熱會(huì)失水,高溫會(huì)分解為氧化鋁和硫的氧化物。加熱至770℃開始分解為氧化鋁、三氧化硫、二氧化硫和水蒸氣。溶于水、酸和堿,不溶于乙醇。水溶液呈酸性。水解后生成氫氧化鋁。水溶液長(zhǎng)時(shí)間沸騰可生成堿式硫酸鋁。工業(yè)品為灰白色片狀、粒狀或塊狀,因含低鐵鹽而帶淡綠色,又因低價(jià)鐵鹽被氧化而使表面發(fā)黃。粗品為灰白色細(xì)晶結(jié)構(gòu)多孔狀物。無(wú)毒,粉塵能刺激眼睛。
作用:1.造紙工業(yè)中用作紙張施膠劑,以增強(qiáng)紙張的抗水、防滲性能;2.溶于水后能使水中的細(xì)小微粒和自然膠粒凝聚成大塊絮狀物,從而自水中除去,故用作供水和廢水的混凝劑;3.用作濁水凈化劑,也用作沉淀劑、固色劑、填充劑等。在化妝品中用作抑汗化妝品原料(收斂劑);4.消防工業(yè)中,與小蘇打、發(fā)泡劑組成泡沫滅火劑;5.分析試劑,媒染劑,鞣革劑,油脂脫色劑,木材防腐劑;6.白蛋白巴氏殺菌的穩(wěn)定劑(包括液體或冷凍全蛋、蛋白或蛋黃);7.可作原料,用于制造人造寶石和高級(jí)銨明礬,其他鋁酸鹽;8.燃料工業(yè)中,在生產(chǎn)鉻黃和色淀染料時(shí)作沉淀劑,同時(shí)又起固色和填充劑作用。
PFS聚合硫酸鐵
聚合硫酸鐵形態(tài)性狀是淡黃色無(wú)定型粉狀固體,極易溶于水,10%(重量)的水溶液為紅棕色透明溶液,吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛應(yīng)用于飲用水、工業(yè)用水、各種工業(yè)廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理。
使用方法及注意事項(xiàng):因原水性質(zhì)各異,應(yīng)根據(jù)不同情況,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試或作燒杯試驗(yàn),取得最佳使用條件和最佳投藥量以達(dá)到最好的處理效果。
1、使用前,將本產(chǎn)品按一定濃度(10-30%)投入溶礬池,注入自來(lái)水?dāng)嚢枋怪浞炙?,靜置至呈紅棕色液體,再兌水稀釋到所需濃度投加混凝。水廠亦可配成2-5%直接投加,工業(yè)廢水處理直接配成5-10%投加。
2、投加量的確定,根據(jù)原水性質(zhì)可通過生產(chǎn)調(diào)試或燒杯實(shí)驗(yàn)視礬花形成適量而定,制水廠可以原用的其它藥劑量作為參考,在同等條件下本產(chǎn)品與固體聚合氯化鋁用量大體相當(dāng),是固體硫酸鋁用量的1/3-1/4。如果原用的是液體產(chǎn)品,可根據(jù)相應(yīng)藥劑濃度計(jì)算酌定。大致按重量比1:3而定。
3、使用時(shí),將上述配制好的藥液,泵入計(jì)量槽,通過計(jì)量投加藥液與原水混凝。
4、一般情況下當(dāng)日配制當(dāng)日使用,配藥需要自來(lái)水,稍有沉淀物屬正?,F(xiàn)象。
5、注意混凝過程三個(gè)階段的水力條件和形成礬花狀況。(1)凝聚階段:是藥液注入混凝池與原水快速混凝在極短時(shí)間內(nèi)形成微細(xì)礬花的過程,此時(shí)水體變得更加渾濁,它要求水流能產(chǎn)生激烈的湍流。燒杯實(shí)驗(yàn)中宜快速(250-300轉(zhuǎn)/分)攪拌10-30S,一般不超過2min。(2)絮凝階段:是礬花成長(zhǎng)變粗的過程,要求適當(dāng)?shù)耐牧鞒潭群妥銐虻耐A魰r(shí)間(10-15min),至后期可觀察到大量礬花聚集緩緩下沉,形成表面清晰層。燒杯實(shí)驗(yàn)先以150轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杓s6分鐘,再以60轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杓s4分鐘至呈懸浮態(tài)。(3)沉降階段:它是在沉降池中進(jìn)行的絮凝物沉降過程,要求水流緩慢,為提高效率一般采用斜管(板式)沉降池(最好采用氣浮法分離絮凝物),大量的粗大礬花被斜管(板)壁阻擋而沉積于池底,上層水為澄清水,剩下的粒徑小、密度小的礬花一邊緩緩下降,一邊繼續(xù)相互碰撞結(jié)大,至后期余濁基本不變。燒杯實(shí)驗(yàn)宜以20-30轉(zhuǎn)/分慢攪5分鐘,再靜沉10分鐘,測(cè)余濁。
6、強(qiáng)化過濾,主要是合理選用濾層結(jié)構(gòu)和助濾劑,以提高濾池的去除率,它是提高水質(zhì)的重要措施。
7、本產(chǎn)品應(yīng)用于環(huán)保、工業(yè)廢水的處理,使用方法與制水廠大體相同,對(duì)高色度、高COD、BOD的原水處理,輔以助劑作用效果甚佳。
8、采用化學(xué)混凝法的企業(yè),原用的設(shè)備無(wú)需作大的改造,只需增設(shè)溶礬池即可使用本產(chǎn)品。
9、本產(chǎn)品須保存在干燥、防潮、避熱的地方(<80oC,切勿損壞包裝,產(chǎn)品可長(zhǎng)期儲(chǔ)存)。
10、本產(chǎn)品必須溶解才能使用,溶解設(shè)備和加藥設(shè)施應(yīng)采用耐腐蝕材料。
相關(guān)解釋:
絮凝——從工藝上看,是指絮粒通過吸附、交聯(lián)、網(wǎng)捕,聚結(jié)為大絮體沉降的過程。
絮凝劑——是從化學(xué)角度看,是使膠體和懸浮顆粒凝聚和絮凝的藥劑,所以也稱為混凝劑。
凝聚——從作用機(jī)理來(lái)看,是指膠體和分散系雙電層壓縮、ζ電位破壞、電性中和而脫穩(wěn)并聚集為絮粒的過程。
混凝——凝聚和絮凝統(tǒng)稱為混凝。
無(wú)機(jī)絮凝劑處理
無(wú)機(jī)絮凝劑主要包括無(wú)機(jī)低分子絮凝劑和無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。目前應(yīng)用和研究較多的是無(wú)機(jī)高分子絮凝劑,主要有聚鐵類無(wú)機(jī)高分子絮凝劑和聚鋁類無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。無(wú)機(jī)高分子絮凝中使用較多的是聚合硫酸鐵(PFS)和聚合氯化鋁(PAC)。[1]聚合硫酸鐵具有絮凝能力強(qiáng),沉降快、使用范圍廣、對(duì)金屬設(shè)備腐蝕性小及二次污染小等優(yōu)點(diǎn),但產(chǎn)生的污泥量較大、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本較高;聚合氯化鋁處理含油污水時(shí),其絮凝效果明顯優(yōu)于其它鋁鹽,通常也比聚鐵類絮凝劑好,主要表現(xiàn)為投量較小且產(chǎn)生的污泥量小,缺點(diǎn)則是絮凝沉降速度較慢,易造成二次污染。
復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑是近年來(lái)新興的一類無(wú)機(jī)絮凝劑,主要有聚合氯化鋁鐵(PAFC)、聚合硫酸鋁鐵(PAFS)和聚合硫酸氯化鋁鐵(PAF-CS)等。個(gè)聚合氯化鋁鐵是以鋁鹽為主,鐵鹽為輔的復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑,兼有鋁鹽絮凝劑和鐵鹽絮凝劑雙重特性,混凝性能通常優(yōu)于聚合氯化鋁和三氯化鐵。聚合氯化鋁鐵絮凝劑處理油田含油廢水,除油率和懸浮物去除率約在90%以上,能滿足油田回注水的要求。
聚合硫酸鋁鐵是以硫酸亞鐵為原料、硝酸鈉為催化劑制備而成,對(duì)含油廢水有很好的處理效果。聚合硫酸氯化鋁鐵是以鋁土礦、活性硅酸鈣、鹽酸、硫酸等為原料制備而成,兼有聚鐵和聚鋁的優(yōu)良性能,該絮凝劑處理含油廢水效果優(yōu)于聚合氯化鋁。復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑不僅兼有聚鋁和聚鐵無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的優(yōu)良性能,而且有聚合度較大、堿化度較高的特點(diǎn)。
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