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絮凝剂选型手册|通用版

2020-09-27信息来源 : 环保工程师

本手册是针对絮凝剂选型及使用编写的,可供污水调试及运营人员使用!

1、絮凝剂的选型
絮凝剂品种的选择,应根据污水絮凝沉淀试验结果或参照相似水质条件下的运行经验等,经综合比较确定。常用的絮凝剂宜按照下表采用。
表 常用的絮凝剂及使用条件

絮凝剂

水解产物

用途与适用条件

铝盐

硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O

Al3+、[Al(OH)2][Al2(OH)n](6-n)+

原理为压缩双电层,中和及降低胶体及乳化油、亲水性有机物表面电位。混凝效果受pH 影响较大。破乳及去除水中有机物时,pH 宜在 4—7 之间。去除水中悬浮物pH 值宜控制在 6—8。SS 高的水,pH 值宜控制在 6.5—8,适用水温 20—40℃

明矾KAl(SO4)2·12H20

Al3+、[Al(OH)2]+、[Al2(OH)n](6-n)+

铁盐

三氯化铁FeCl36H20

Fe(H20)63+[Fe2(OH)n](6-n)+

原理同铝盐。使用不受温度影响,絮体密实,沉淀效果好,用量比硫酸铝少。对金属、混凝土、塑料均有腐蚀性。亚铁离子须先经氧化成三价铁,当pH 较低时须使用氯氧化。pH 值的适用范围宜在 7—8.5 之间。Fe2+在 8.1—9.6 范围内效果稳定。絮体形成较快,较稳定,沉淀时间短。

硫酸亚铁FeSO47H20

Fe(H20)63+[Fe2(OH)n](6-n)+

聚合盐类

碱式氯化铝[Al2(OH)n Cl6-n]m PAC

[Al2(OH)n](6-n)+ 

无机高分子化合物,粘结架桥作用为主,受 pH 和温度影响较小,吸附效果稳定。pH=5—9 适应范围宽,污托邦一般不必投加碱剂。混凝效果好,耗药量少,出水浊度低,色度小,原水高浊度时尤为显著。设备简单,操作方便,劳动条件好。

聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)6-N] mPFS

[Fe2(OH)n](6-n)+

有机高分子类

聚丙烯酰胺PAM

 

PAM为水溶性高分子聚合物,不溶于大多数有机溶剂,以架桥作用为主。污托邦吸附效果稳定。有效的PH值范围为7到14,一般与无机絮凝剂配合使用。过量投加会导致反溶。活性污泥用阳离子型,物化污泥用阴离子型,阴阳离子效果都不好用非离子型。

活化硅酸

 

以架桥作用为主。用于低温低浊水时有效,在混凝反应完成后投加,要有适宜的酸化度和活化时间,配制较复杂。


不同絮凝剂沉淀试验多用六联搅拌机来对比,转轴的旋转速度和旋转时间可以预设定,能自动工作,一般试验按快速搅动2min,n=300r/min,慢速搅动3min,n=60r/min。试验时在6个1000mL大烧杯中加入1L原水后,分别放在六个转轴的正下方,将转轴上6个小玻璃烧杯内,依次加入不同数量的药液,转动水平轴,则小管内的药液(例如PAC等絮凝剂)同时倒入相应的原水中。然后慢慢启动搅拌器使其自动工作。搅动自动停止后,将叶片从烧杯中缓慢拉起,静置20min,用移液管自水面下约10cm处,吸取水样25mL,用浊度计测量上清液的浊度,以投加量为横坐标上清液浊度为纵坐标,绘制成曲线将不同絮凝剂的效果进行对比,根据除浊效果和综合技术经济等多方面因素,选择确定处理这种污水的适用絮凝剂。

2、絮凝剂最佳投加量
使用絮凝法处理任何污水,都存在最佳絮凝剂和最佳投加量,絮凝剂的最佳投加量是指达到既定水质目标的最小絮凝剂投加剂量,对污水絮凝处理具有重要技术经济意义。一般根据实验室模拟以及现场相结合的方式确定最佳投加量。实验室模拟的方法,主要有烧杯搅拌试验、ζ电位法、胶体滴定法及过滤法四种。
由于影响因素较多,一般通过絮凝烧杯搅拌实验来取得数据,试验包括快速搅拌、慢速搅拌和静止沉降三个步骤:投入的絮凝剂经过快速搅拌迅速分散并与水样中的胶粒相接触,胶粒开始絮凝并产生微絮体;通过慢速搅拌,微絮体进一步互相接触长成较大的颗粒;停止搅拌后,形成的胶粒聚集体依靠重力自然沉降至烧杯底部。通过对絮凝效果的综合评价,如絮凝体沉降性、上清液浊度、CODcr、色度、pH值等,确定合适的絮凝剂品种及其最佳用量。试验时要做到原水和实际水质完全相同,絮凝剂种类、投加量、投加顺序和水利条件(主要是混凝时的搅拌程度和絮凝反应时间(不含混合时间))必须相同或接近。

3、絮凝剂的调制及投配
此部分主要应确定调制及投配系统的组成和布置、投药点的位置、计量泵的计算与选择。
絮凝剂常采用液体投加,其系统包括:药剂的搬运、调制、提升、储液、计量和投加。药剂的调制主要是进行溶解、水解和稀释,配置成一定浓度。其流程为:药剂 → 溶解池 → 溶液池 → 投加、计量
1. 投药方式
投加方式不同,投药系统的布置有所不同,常见的投加方式及投加点如下:
a) 泵前投加 是指将药液投加在水泵吸水管或吸水喇叭口处。为防止空气进入需设水封箱。
b) 水射器投加 利用高压水通过水射器喷嘴和喉管之间产生的真空抽吸作用,将药液吸入,同时随水的余压注入污水管中。这种投加方式设备简单,使用方便,请注明来源污托邦溶液池高度不受太大限制,但水射器效率较低,且易磨损。
c) 计量泵投加 泵投加一般采用计量泵投加,由泵直接自溶液池内抽取药液送至投药点,投药系统的组成有:溶液池,计量泵和压水管。目前这种方法应用较多。
2. 絮凝剂的调制
絮凝剂需经溶解(水解)配置成一定浓度后存入溶液池,然后计量投加至絮凝设备。
1. 药剂的调制方法
a) 絮凝剂的溶解和稀释应按投加量的大小、絮凝剂性质,选用机械、水力或压缩空气等稀释搅拌方式。
b) 机械调制适用于各种药剂和规模,使用较普遍。搅拌叶轮可用电机带动,并根据需要考虑有转速调整装置;搅拌设备须采取防腐措施,尤其在使用铁盐药剂时。
c) 水力调制的溶解池压力水水压约为 0.2MPa。
d) 压缩空气调制适用于较大水量的污水厂中各种药剂的调制。空气供给强度:溶解池为 8—10L/(s·m2),溶液池为 3—5L/(s·m2);空气管孔眼流速 20—30m/s,孔眼直径 3—4mm; 压缩空气调制方法不宜用作较长时间的石灰乳液连续搅拌。
2. 调制设备
a) 溶解池及溶液池底坡度不小于 0.02,池底应有排渣管,池壁须设超高防止搅拌溶液时溶液溢出。
b) 溶解池及溶液池内壁需进行防腐处理。一般内壁涂衬环氧玻璃钢、辉绿岩、耐酸胶泥贴瓷砖或聚氯乙烯板等,当所用药剂腐蚀性不太强时,亦可采用耐酸水泥砂浆。来源污托邦当采用三氯化铁时,不宜采用聚氯乙烯等遇热会引起软化变形的材料。
c) 投药量较小时,亦可在溶液池上部设置淋溶斗以代替溶药池,使用时将药剂置于淋溶斗中,经水力冲溶后的药剂溶液流入溶液池。
d) 溶液池可高架式设置,以便能重力投加药剂。池周围应有工作台,在池内最高工作水位处宜设溢流装置。
e) 投药量较小的溶液池,可与溶药池合并为一个池子。溶液池应设备用池。
f)聚丙烯酰胺溶液池必须设搅拌装置,搅拌转速一般为 10—15r/min。
3. 絮凝剂的提升及投加
1. 由溶解池到溶液池,及当溶液池到药液投加点,均应设置药液提升设备。常用的药液提升设备是离心泵和水射器。泵及管道应采用耐腐蚀的金属材料。

2. 投加设备宜采用计量泵,并应设自动控制装置,自动调整加药量。

3. 计量泵应用注意事项:
a) 计量泵一般采用隔膜泵。柱塞泵适用于投加压力特别高的场合。
b) 设计中计量泵应有备用,并尽量采用相同型号和规格的计量泵,并配备足够的易损件和备件。
c) 投加特殊药剂(加碱、酸的加注系统)应注意计量泵及系统配件材质的耐腐蚀要求。
d)某些计量泵具有冲程频率和长度反馈信号,可计算出实际加注流量。为此计量泵应与水质控制指标关联,自动调整加药量。
e)絮凝剂或助凝剂宜采用自动控制投加。
f)溶液投配管配备必要的溶液过滤器,防止计量仪堵塞。

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