文档介绍：水处理絮凝剂的研究与发展趋势
讲解:张卫
PPT制作:南斯维
材料收集:王菊林
目前,我国水环境的污染不断加剧,水体污染水源危机日趋严重。供水紧张和污水净化成为我国面临的主要难题之一。随着人们环保意识的增强和我国可持续发展战略的实施,防止污染和保护环境的工作已引起各级政府的高度重视。工业水处理和环境保护要求不断提高,水处理剂品种不断丰富,性能不断提高。废水处理的方法很多,有生化法、吸附法、化学氧化法、离子交换法、电渗析法、絮凝沉淀法等等。其中絮凝沉淀法作为一种物理、化学处理法,因工艺简单、效率高、费用较低等优点而应用最为广泛。
絮凝剂在水处理中的重要地位
絮凝剂的絮凝在用水与废水处理中占重要地位。首先,絮凝作用能有效脱除80 % - 95 %的悬浮物质、65 % - 95 %的胶体物质和降低水中COD ;其次,絮凝作用去除水中细菌和病毒的效果稳定,通过絮凝净化,一般能使水中90 %以上的微生物与病菌一并转入污泥,使处理水易于进一步消毒、杀菌;最后,对水体富营养化、废水脱色等问题,采用絮凝沉淀法比生物法除磷、脱色效果更好。
絮凝剂一般作用机制
压缩双电层,减少表面电荷
高分子絮凝剂的桥联
吸附电中和作用
絮凝剂网罗卷带
聚合氯化铝
性能与用途
聚合氯化铝(Polyaluminium Chloride) 简称PAC。通常也称作碱式氯化铝或混凝剂等,它是介于ALCL3 和AL(OH)3 之间的一种水溶性无机高分子聚合物,化学通式为[AL2(OH)NCL6-NLm]其中m代表聚合程度,N表示PAC产品的中性程度。颜色呈黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂状固体。该产品有较强的架桥吸咐性能,在水解过程中,伴随发生凝聚,吸附和沉淀等物理化学过程。
絮凝剂的分类
絮凝剂
化学成分
无机絮凝剂
有机絮凝剂
无机凝聚剂
无机高分子絮凝剂
合成有机高分子絮凝剂
天然有机高分子絮凝剂
微生物絮凝剂
无机絮凝剂
按其分子量的大小可分为低分子絮凝剂和高分子絮凝剂两大类。
低分子絮凝剂价格低、货源充足、运输存储方便,目前在工业水处理中占一定比例。但因其用量大、残渣多、效果差,故无机絮凝剂的发展已经基本上完成了低分子向高分子的转变。
现常用的无机高分子絮凝剂有聚合铝类絮凝剂、聚合铁类絮凝剂和活性硅酸类絮凝剂以及复合絮凝剂四大类。
⑴聚合铝类絮凝剂
聚合铝水解产生高价离子,形成各种类型的羟基多核络合物。它们通过羰基式桥联作用,处于亚稳定状态。而OH- 与Al3+ 的比值(一般称盐基度或碱基度) 对絮凝效果影响很大。通常盐基度越高,絮凝效果越强,但过高则本身易生成难溶的氢氧化铝沉淀,导致絮凝效果降低。
值得注意的是铝,尤
其是活性铝,毒性较大,同时聚合铝制备方法不完
善,致使较多水解铝的微细颗粒存在于溶液中,这在一定程度上限制了聚合铝的使用。通过改善混凝反应条件,延长慢速混凝时间,能有效降低水中铝的含量。
⑵聚合铁类絮凝剂
聚合铁是另一新型无机絮凝剂,絮凝机理与聚合铝类似。其主要类型有聚硫酸铁、聚氯化铁、聚氯化硫酸铁等等。聚氯化硫酸铁除具有铝盐类无机高分子絮凝剂特点外,还具有价格低、p H 值适用范围宽等特点。但是总体来说,聚合铁需要较低的盐基度,一般须将OH- / Fe3 + 比值控制在8 %~ 15 %。
超出此范围,铁水解反应突变,从高价聚合态羟基络离子转化成低价聚合态胶凝产物。
⑶活性硅酸类絮凝剂
活性硅酸也是一种重要的无机高分子絮凝剂,它来源广、价格低廉、无毒、且絮凝、助凝效果好,尤其对于低温低浊水的混凝处理这一净水处理中的难题有着显著的特性,在国内外引起足够重视。
究其机理,大都是在活性硅酸中加入一定量高价金属离子,使其组分带正电荷,控制其聚合度、电荷密度,保证其同时具有电中和作用和吸附架桥作用,从而克服活性硅酸自身弱点,大大提高絮凝效果。