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絮凝剂及助凝剂投加配比对污水处理效果的影响


作者:郭富斌
摘要:简述絮凝剂及助凝剂的基本概念,同时说明其在污水处理过程中的应用原理,通过试验确定两种药剂的最佳投加量及配比浓度,实现污水场处理过程的稳定运行。
关键词:配比浓度污水场稳定运行
正文:
针对污水处理厂老区装置出水COD偏高的问题进行了分析,怀疑是由于出水中悬浮物导致。因此,要对絮凝沉降效果和投加量进行试验,来验证絮凝效果和确定最佳投加量。
一、简述絮凝剂及助凝剂的概念
絮凝剂是能够降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和局和稳定性,使分散微粒凝聚、絮凝成聚集体而除去的一类物质。
助凝剂是指在污水的混凝处理过程中,投加的某些辅助药剂,用以提高混凝效果的药剂。
生产装置应用的絮凝剂为聚合氯化铝,助凝剂为聚丙烯酰胺阴离子。主要投加在浮选处理单元和厂外的混凝沉淀池。
二、在污水处理过程中的作用机理
絮凝剂和助凝剂在污水中的作用过程可称为混凝过程,分解为具体过程就是凝聚和絮凝过程,凝聚过程主要是通过加入的絮凝剂与水中胶体颗粒迅速发生电中和/双电层压缩而凝聚脱稳,脱稳颗粒再相互聚结而形成初级微絮凝体。实际上凝聚与絮凝两个阶段间隔是瞬间的,几乎同时发生。其反应机理有双电层压缩、电中和、吸附架桥及沉淀物网捕机理。投加电解质后,电解质在溶液中形成的反离子使双电层被压缩,胶体xi;电位下降,最终使胶体脱稳;投加具有带相反电荷胶体的絮凝剂,可中和水中的带电胶体,xi;电位的绝对值随之下降,胶体脱稳,但过量加入絮凝剂,会使胶体重新带电而再稳;吸附架桥机理是指线状或分支长链状的高分子物质与胶体接触式,其化学官能团被两个或两个以上的胶体吸附、而使胶粒凝聚为大的絮凝体。已架桥絮凝的胶粒,如受到剧烈的搅拌,架桥聚合物可能由另一胶体表面脱开,并重又卷回所在的胶粒表面,使胶体再稳〔1〕。
用无机盐脱除水中胶体污染物需要掌握好用药量,用药量不够,胶体脱稳不彻底,过量了不仅浪费了药剂,还会因为电解质带来胶体电荷逆转,恶化胶体脱稳凝聚。另外处理效果还与水中胶体性质油罐,对于亲水性胶体,还因溶剂化作用形成胶体外包裹一层水化膜,阻碍电解质的凝聚作用而消耗药量大,难以达到预期的处理结果。因此,实际应用前,一般需要线通过对污水做烧杯试验,筛选适宜药剂并确定最佳投药量〔2〕。
三、影响药剂效果的主要因素
1.药剂的选用:选用药剂时,如仅单独采用无机高分子絮凝剂,可有效去除细微悬浮物颗粒,但生成的絮体较小,加药量大。与无机高分子絮凝剂相比,有机高分子絮凝剂用量少,速度快,受共存眼泪、介质pH及环境影响小,脱色效果也好。
2.药剂投药量的确定:药剂投加量的控制是控制混凝的关键,它决定了水中胶体的脱稳作用,与产生絮凝体的数量多少直接相关。混凝剂量取决于胶体浓度、电荷的正负和电荷数量及混凝pH值。
3.pH值:处理污水的pH值不同,絮凝剂的水解产物不同,产生的絮凝效果不同。pH值对原水有机物去除有影响,pH值低时,水中的腐殖质为带负电荷的腐植酸胶体,易于去除;当pH值较高时,它转化为腐植酸,因而去除率低。
四、试验方案
本次试验旨在为污水处理厂所用絮凝剂和助凝剂选择合适的投加量,从而降低污水厂出水悬浮物,油和COD,为以后生产的正常运行提供保障,同时还要尽可能的提高处理效果,降低使用成本。实验数据结果如下:
4.1厂外混凝沉淀池数据

助凝剂
AN926SHU
AN926SHU
AN926SHU
AN926SHU
AN926SHU
AN926SHU
AN926SHU


污水体积(ml)
200
200
200
200
200
200
200


聚合氯化铝投加量(ppm)
50
150
200
100
120
150
120


助凝剂浓度(g/l)
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12


助凝剂投加量(ml)
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3
0.3
0.4


助凝剂投加量(ppm)
0.12
0.12
0.12
0.18
0.18
0.18
0.24


絮团大小
很小
中等



很大



上清液
很差

很好


很好



综合评价




2
1


从以上试验数据可以看出,当聚合氯化铝投加量大于120ppm,助凝剂投加量大于0.12ppm时,才能形成大的絮团和好的上清液。而目前现场聚合氯化铝投加量约为60ppm,助凝剂投加量约为0.03ppm,现场形成的絮团很小,因此很难沉下去。
4.2厂内气浮单元数据

助凝剂
AN926SHU
AN926SHU
AN926SHU
AN926SHU
AN926SHU
AN926SHU
AN926SHU


污水体积(ml)
200
200
200
200
200
200
200


聚合氯化铝投加量(ppm)
100
100
150
150
150
120
120


助凝剂浓度(g/l)
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5


助凝剂投加量(ml)
0.2
0.6
0.2
0.4
0.6
0.4
0.5


助凝剂投加量(ppm)
0.5
1.5
0.5
1.0
1.5
1.0
1.25


絮团大小


中等

很大




上清液




很好

很好


综合评价




1



从以上试验数据可以看出,当聚合氯化铝投加量大于100ppm,助凝剂投加量大于1.0ppm时,才能形成大的絮团和好的上清液。而目前现场聚合氯化铝投加量约为100ppm,助凝剂投加量约为1.4ppm,现场气浮效果良好,基本能够达到生产需要。
五、试验结论
从试验数据来看,只要聚铝在合适的投加量下,AN926SHU对厂内和厂外污水都能带来很好的絮凝处理效果,能够形成大的絮团和良好的上清液。
参考文献
[1]纪轩污水处理工必读.[M]北京:中国石化出版社,2004.60~65.
[2]陈朝东高静思刘晓敏中水处理与回用技术问答[M]北京:化学工业出版社,2006.6