1、探索絮凝沉降技术在水处理中的应用摘要：在水处理工艺中有一项广泛应用的技术-絮凝沉降技术。这一技术不仅可用于给水处理，还可用于工业废水处理。而且许多经絮凝澄清后的工业废水可循环利用，这样不仅充分利用了水资源，而且有利于保护环境，因而有明显的经济社会效益。 关键字：絮凝沉降;混凝剂;水处理 中图分类号： TU37 文献标识码： A 前言 泥砂、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体杂质及细菌、真菌、藻类、病毒等微生物通常都会在天然水体中存在，造成水体混浊、颜色和异味的主要原因是它们在水中具有一定的稳定性。混凝处理就是以除去这些杂质为主要目的，使水中悬浮物的含量降至 5mg/L 以下，即得到澄清水，习惯上称它们
2、为水的预处理。经过预处理后的水，根据不同的用途再进行深度处理。如作为锅炉用水，还必须用离子交换的方法除去水中溶解件的盐类及用加热或抽真空和鼓风的方法除去水中溶解性的气体。如不首先除去这些杂质后续处理(如除盐等)将无法进行。因此，水的混凝处理是水处理工艺流程中的一个重要环节。絮凝沉降技术在水处理工艺中是一项广泛应用的技术。它不仅可用于给水处理，还可用于工业废水处理。许多工业废水经絮凝澄清后可返回工艺过程使用。这样不仅充分利用了水资源，而且有利于保护环境，因而有明显的经济社会效益。从目前国内的现状看，絮凝沉降技术虽获得了广泛应用，但一般絮凝剂耗量较高，有的还因选型不宜或使用方法不当，絮凝澄清效果不
3、理想，为改善絮凝澄清效果、降低药剂消耗费用，木文将应用研究的体会介绍给大家，供大家参考。 1 絮凝剂类型与适用范围 11 无机絮凝剂 铁盐和铝盐，例如三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、聚合硫酸铁、硫酸铝、明矾、碱式氯化铝、聚合氯化铝等是无机絮凝剂的主要表现。通过水解形成胶状氢氧化物是它们的作用机理，这些氢氧化物与水中的悬浮粒子相碰吸附在一起，形成絮凝团，从而加速沉降过程，此外也具有一定的电性中和作用。这类药剂应用历史悠久，在饮用水与工业给水处理中占主导地位。在工业废水处理中也还有一定的市场，特别是对于某些含有机质的工业废水，通过混凝作用，经澄清后不仅可获得较清的水质，而且还能除去一部分有机物(COD
4、)。但这类药剂耗量较大、形成的絮团小、沉降速度慢并具有一定的腐蚀性，操作工人的劳动强度也较大。对于一般工业废水的固液分离，采用合成有机高分子絮凝剂日益增多。 12 天然高分子絮凝剂 田箐胶(其组成与性能与国外的加尔胶相似)、淀粉、麸皮、猪屎豆粉、大叶楠木叶、仙人掌汁、F691 等是天然高分子絮凝剂的主要成分，以及这些物质的改性产物。这类絮凝剂在矿物加工中主要用作矿浆过滤的助滤剂，在工业水处理中也有使用的。这类絮凝剂单耗也较高、形成的絮团小，单独用于絮凝澄清，效果也不理想，但将它与少量适宜的合成有机高分子絮凝剂联合使用，不仅絮凝澄清效果好，而且药剂消耗费用一般也较低。 13 合成有机高分子絮凝剂
5、聚丙烯酰胺 这种絮凝剂最初出现在美国，后来在 1955 年在铀矿加工中获得成功应用。60 年代初期开始研制，于 60 年代中期首次在国内铀水冶工艺中应用用，随后再推广应用到其它行业。目前的合成有机高分子絮凝剂可分为阴离子、阳离子和非离子型三大类及其系列产品。非离子型聚丙烯酸胺是用丙烯酞胺单体在一定条件下进行聚合制备的。阴离子型絮凝剂既可用丙烯酰胺单体通过聚合水解反应来制备，也可用丙烯酰胺单体与丙烯酸钠按一定比例进行共聚来制备。通过改变两者的配比可制备不同阴离子强度的系列产品，当丙烯酰胺含量为零时，即为强阴离子型聚丙烯酸钠。阳离子型絮凝剂一般用丙烯酰胺与季铵盐单体进行共聚来制备，通过改变两者的配
6、比，可制得不同阳离子强度的系列产品。非离子型聚内烯酰胺适用于固体微粒表面净电荷低的体系，一般可用于酸性或近中性的体系。阳离子型絮凝剂适用于固体微粒表面带负电荷的体系，一般适用于某些含有机质的体系。阴离子型絮凝剂适用于固体微粒表面带正电荷的体系，一般为碱性或近中性的体系。例如一般的选矿废水、高炉煤气洗涤水、转炉炼钢除尘水、烧结厂废水及某些含石灰质及两价或三价金属化合物的废水等。阴离子型絮凝剂应用范围较广，目前市场上出售的聚丙烯酞胺干粉，绝大部分都是弱阴离子型，水解度为 2530%。从表面看，合成有机高分子絮凝剂价格较贵，但分子量高，只要选型适宜，一般用量很少，且形成的絮团大、沉降速度快、出水清，
7、其药剂消耗总费用一般比用无机絮凝剂低。 2 高分子絮凝剂 (1)由于固体粒子的特性、水溶液性质及所含溶质的种类和浓度不同，絮凝剂选型必须适宜不同体系,所以固休微粒表面的带电特性也就不同。絮凝剂类型和电荷密度的高低取决于固体微粒表面的带电特性。只有选择电荷性质与密度适宜的絮凝剂,才能发挥出最好的电性中和与“桥连”作用,使数个甚至数十个粒子连结在一起,变成较大的絮凝团,从而加速沉降过程。实践证明,只要絮凝剂选型适宜,不仅絮凝澄清效果好,而且絮凝剂用量少,消耗费用低。 （2）絮凝剂溶液的配制 絮凝的效果是由絮凝剂溶液配制的好坏决定的。效果好的絮凝剂溶液应当是无色透明的均相粘液,而且不应当有块状物存在
8、。为防止块状物的形成,絮凝剂颗粒的预分散极为重要,预分散越好,溶解越快越完全。目前许多应用聚丙烯酞胺干粉的单位,由于加料方法不当,结块严重,导致溶解不完全。若增建加料设施,花钱很少,结块就可避免。从絮凝剂的使用效果而言,选型适宜时,分子量越高越好。然而分子量高的絮凝剂,其溶解速度相应较慢。为加速絮凝剂的溶解可将水温升高到 50左右。在絮凝剂的溶解过程中,适当的搅拌是必要的,但必须避免长时间的剧烈搅拌。因为剧烈搅拌会使分子链断裂而影响使用效果。絮凝剂在搅拌槽内溶解,搅拌转速以 50 转/分左右为佳,搅拌桨用框式桨或双层大桨为宜。当絮凝剂呈半溶状态时就应停止搅拌,让其自然充分溶解。在使用前适当搅拌
9、到呈均匀的粘液即可。 (3)絮凝剂溶液的使用浓度、加入方式、加人量及混合强度都必须适当。 4 研究实例 4.1 炼钢厂废水的处理 在改善转炉炼钢除尘废水絮凝澄清效果的研究中，鞍山钢铁公司一炼钢厂每小时产生除尘废水 2200m3 左右,水的 PH 为 7-7.5 为加速此废水的澄清,曾使用水解度 25%的聚丙烯酸胺(简称 PAM),耗量虽高达 3ppm 以上,但絮凝效果不佳,澄清溢流液浊度常高达 280ppm 以上。为改善此废水的絮凝澄清效果,首钢于 1987 年委托我们进行试验研究。我院针对此废水的特性,研制了高效絮凝剂 X-308,并在现场进行了小型、扩大和工业絮凝澄清试验研究,获得了满意的
10、效果。通化钢铁公司第二炼钢厂每小时产生除尘废水 400-500m3,水的 PH 值为 9.5-10。此废水絮凝澄清十分困难,最初使用 PAM 效果不好,后改用 CHY,单耗 25ppm,絮凝澄清效果也不太好,溢流液浊度常在 300ppm 以上，1989 年底作者在现场进行了小型与工业试验,获得预期的效果。 4.2 电絮凝处理含油废水 乳化废水主要来自石油、化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械等工业企业，以及铁路运输业、纺织与轻工行业。乳化废水若直接排入水体，其中的油类物质将覆盖在水面上，破坏水体的生态平衡，同时还有引起水面起火的隐患。而电絮凝技术作为电法破乳的一个分支，用于处理含油废水时有着广阔
11、前景。M.Aoudjehane 等以铁板为阳极处理油乳胶，并对电流密度、极板间距、电导率、pH 等影响因素进行了优化。试验结果表明在电流密度为 200A/m2、电导率 0.081S/cm、极板间距为 1cm、pH为 2 的条件下，电解 15min 后 COD、SS 的去除率分别达到 72%、98%，耗电量为 0.54kWh/m3。 4.3 絮凝技术处理重金属废水 近 10 年我国有色冶炼、电镀、化工、印染等行业发展势头迅猛，同时也产生了大量高浓度重金属废水，这些重金属一旦进入环境，将对人体健康产生极大危害。而电絮凝技术提供了一种高效深度处理重金属废水的方法。 结语 影响混凝效果的重要因素是混凝
12、剂的剂量。分成四个区域。在第一区，因剂量不足，尚未起到脱稳作用，剩余浊度较高;在第二区，因剂量适当，产生快速凝聚，出水剩余浊度急剧下降;在第三区，剂量继续增加，由于胶体颗粒吸附了过量的混凝剂水解中间产物，引起胶体颗粒电性变号，发生再稳现象，出水剩余浊度重新增加;在第四区，进一步提高剂量，使混凝剂过饱和程度增大，生成大量难溶的氢氧化物沉淀，通过吸附、网捕等作用，引起二次凝聚，出水剩余浊度义一次降低。 参考文献 1李志华.絮凝沉降技术在水处理中的应用研究净水技术，1994，47(1):1318 2张可方.水处理实验技术暨南大学出版社，广州，20038:14 3李培元.火力发电厂水处理及水质控制武汉水利电力大学.中国电力出版社，1999，(11):4849
