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絮凝劑選型手冊|通用版

2020-09-27信息來源 : 環保工程師

本手冊是針對絮凝劑選型及使用編寫的,可供污水調試及運營人員使用!

1、絮凝劑的選型
絮凝劑品種的選擇,應根據污水絮凝沉淀試驗結果或參照相似水質條件下的運行經驗等,經綜合比較確定。常用的絮凝劑宜按照下表采用。
表 常用的絮凝劑及使用條件

絮凝劑

水解產物

用途與適用條件

鋁鹽

硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O

Al3+、[Al(OH)2][Al2(OH)n](6-n)+

原理為壓縮雙電層,中和及降低膠體及乳化油、親水性有機物表面電位。混凝效果受pH 影響較大。破乳及去除水中有機物時,pH 宜在 4—7 之間。去除水中懸浮物pH 值宜控制在 6—8。SS 高的水,pH 值宜控制在 6.5—8,適用水溫 20—40℃

明礬KAl(SO4)2·12H20

Al3+、[Al(OH)2]+、[Al2(OH)n](6-n)+

鐵鹽

三氯化鐵FeCl36H20

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

原理同鋁鹽。使用不受溫度影響,絮體密實,沉淀效果好,用量比硫酸鋁少。對金屬、混凝土、塑料均有腐蝕性。亞鐵離子須先經氧化成三價鐵,當pH 較低時須使用氯氧化。pH 值的適用范圍宜在 7—8.5 之間。Fe2+在 8.1—9.6 范圍內效果穩定。絮體形成較快,較穩定,沉淀時間短。

硫酸亞鐵FeSO47H20

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

聚合鹽類

堿式氯化鋁[Al2(OH)n Cl6-n]m PAC

[Al2(OH)n](6-n)+ 

無機高分子化合物,粘結架橋作用為主,受 pH 和溫度影響較小,吸附效果穩定。pH=5—9 適應范圍寬,污托邦一般不必投加堿劑。混凝效果好,耗藥量少,出水濁度低,色度小,原水高濁度時尤為顯著。設備簡單,操作方便,勞動條件好。

聚合硫酸鐵[Fe2(OH)n(SO4)6-N] mPFS

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

有機高分子類

聚丙烯酰胺PAM

 

PAM為水溶性高分子聚合物,不溶于大多數有機溶劑,以架橋作用為主。污托邦吸附效果穩定。有效的PH值范圍為7到14,一般與無機絮凝劑配合使用。過量投加會導致反溶。活性污泥用陽離子型,物化污泥用陰離子型,陰陽離子效果都不好用非離子型。

活化硅酸

 

以架橋作用為主。用于低溫低濁水時有效,在混凝反應完成后投加,要有適宜的酸化度和活化時間,配制較復雜。


不同絮凝劑沉淀試驗多用六聯攪拌機來對比,轉軸的旋轉速度和旋轉時間可以預設定,能自動工作,一般試驗按快速攪動2min,n=300r/min,慢速攪動3min,n=60r/min。試驗時在6個1000mL大燒杯中加入1L原水后,分別放在六個轉軸的正下方,將轉軸上6個小玻璃燒杯內,依次加入不同數量的藥液,轉動水平軸,則小管內的藥液(例如PAC等絮凝劑)同時倒入相應的原水中。然后慢慢啟動攪拌器使其自動工作。攪動自動停止后,將葉片從燒杯中緩慢拉起,靜置20min,用移液管自水面下約10cm處,吸取水樣25mL,用濁度計測量上清液的濁度,以投加量為橫坐標上清液濁度為縱坐標,繪制成曲線將不同絮凝劑的效果進行對比,根據除濁效果和綜合技術經濟等多方面因素,選擇確定處理這種污水的適用絮凝劑。

2、絮凝劑最佳投加量
使用絮凝法處理任何污水,都存在最佳絮凝劑和最佳投加量,絮凝劑的最佳投加量是指達到既定水質目標的最小絮凝劑投加劑量,對污水絮凝處理具有重要技術經濟意義。一般根據實驗室模擬以及現場相結合的方式確定最佳投加量。實驗室模擬的方法,主要有燒杯攪拌試驗、ζ電位法、膠體滴定法及過濾法四種。
由于影響因素較多,一般通過絮凝燒杯攪拌實驗來取得數據,試驗包括快速攪拌、慢速攪拌和靜止沉降三個步驟:投入的絮凝劑經過快速攪拌迅速分散并與水樣中的膠粒相接觸,膠粒開始絮凝并產生微絮體;通過慢速攪拌,微絮體進一步互相接觸長成較大的顆粒;停止攪拌后,形成的膠粒聚集體依靠重力自然沉降至燒杯底部。通過對絮凝效果的綜合評價,如絮凝體沉降性、上清液濁度、CODcr、色度、pH值等,確定合適的絮凝劑品種及其最佳用量。試驗時要做到原水和實際水質完全相同,絮凝劑種類、投加量、投加順序和水利條件(主要是混凝時的攪拌程度和絮凝反應時間(不含混合時間))必須相同或接近。

3、絮凝劑的調制及投配
此部分主要應確定調制及投配系統的組成和布置、投藥點的位置、計量泵的計算與選擇。
絮凝劑常采用液體投加,其系統包括:藥劑的搬運、調制、提升、儲液、計量和投加。藥劑的調制主要是進行溶解、水解和稀釋,配置成一定濃度。其流程為:藥劑 → 溶解池 → 溶液池 → 投加、計量
1. 投藥方式
投加方式不同,投藥系統的布置有所不同,常見的投加方式及投加點如下:
a) 泵前投加 是指將藥液投加在水泵吸水管或吸水喇叭口處。為防止空氣進入需設水封箱。
b) 水射器投加 利用高壓水通過水射器噴嘴和喉管之間產生的真空抽吸作用,將藥液吸入,同時隨水的余壓注入污水管中。這種投加方式設備簡單,使用方便,請注明來源污托邦溶液池高度不受太大限制,但水射器效率較低,且易磨損。
c) 計量泵投加 泵投加一般采用計量泵投加,由泵直接自溶液池內抽取藥液送至投藥點,投藥系統的組成有:溶液池,計量泵和壓水管。目前這種方法應用較多。
2. 絮凝劑的調制
絮凝劑需經溶解(水解)配置成一定濃度后存入溶液池,然后計量投加至絮凝設備。
1. 藥劑的調制方法
a) 絮凝劑的溶解和稀釋應按投加量的大小、絮凝劑性質,選用機械、水力或壓縮空氣等稀釋攪拌方式。
b) 機械調制適用于各種藥劑和規模,使用較普遍。攪拌葉輪可用電機帶動,并根據需要考慮有轉速調整裝置;攪拌設備須采取防腐措施,尤其在使用鐵鹽藥劑時。
c) 水力調制的溶解池壓力水水壓約為 0.2MPa。
d) 壓縮空氣調制適用于較大水量的污水廠中各種藥劑的調制。空氣供給強度:溶解池為 8—10L/(s·m2),溶液池為 3—5L/(s·m2);空氣管孔眼流速 20—30m/s,孔眼直徑 3—4mm; 壓縮空氣調制方法不宜用作較長時間的石灰乳液連續攪拌。
2. 調制設備
a) 溶解池及溶液池底坡度不小于 0.02,池底應有排渣管,池壁須設超高防止攪拌溶液時溶液溢出。
b) 溶解池及溶液池內壁需進行防腐處理。一般內壁涂襯環氧玻璃鋼、輝綠巖、耐酸膠泥貼瓷磚或聚氯乙烯板等,當所用藥劑腐蝕性不太強時,亦可采用耐酸水泥砂漿。來源污托邦當采用三氯化鐵時,不宜采用聚氯乙烯等遇熱會引起軟化變形的材料。
c) 投藥量較小時,亦可在溶液池上部設置淋溶斗以代替溶藥池,使用時將藥劑置于淋溶斗中,經水力沖溶后的藥劑溶液流入溶液池。
d) 溶液池可高架式設置,以便能重力投加藥劑。池周圍應有工作臺,在池內最高工作水位處宜設溢流裝置。
e) 投藥量較小的溶液池,可與溶藥池合并為一個池子。溶液池應設備用池。
f)聚丙烯酰胺溶液池必須設攪拌裝置,攪拌轉速一般為 10—15r/min。
3. 絮凝劑的提升及投加
1. 由溶解池到溶液池,及當溶液池到藥液投加點,均應設置藥液提升設備。常用的藥液提升設備是離心泵和水射器。泵及管道應采用耐腐蝕的金屬材料。

2. 投加設備宜采用計量泵,并應設自動控制裝置,自動調整加藥量。

3. 計量泵應用注意事項:
a) 計量泵一般采用隔膜泵。柱塞泵適用于投加壓力特別高的場合。
b) 設計中計量泵應有備用,并盡量采用相同型號和規格的計量泵,并配備足夠的易損件和備件。
c) 投加特殊藥劑(加堿、酸的加注系統)應注意計量泵及系統配件材質的耐腐蝕要求。
d)某些計量泵具有沖程頻率和長度反饋信號,可計算出實際加注流量。為此計量泵應與水質控制指標關聯,自動調整加藥量。
e)絮凝劑或助凝劑宜采用自動控制投加。
f)溶液投配管配備必要的溶液過濾器,防止計量儀堵塞。

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