混凝劑在污水中的應用、效果、價格對比PPT精選文檔

1、沈陽鑫源創(chuàng)新環(huán)?？萍加邢薰净炷齽┰谖鬯械膽没炷齽┰谖鬯械膽?效果效果/價格對比價格對比2018REPORT混凝反應混凝劑與助凝劑無機鹽類混凝劑有機高分子類混凝劑生物混凝劑復合型混凝劑助凝劑3. 混凝劑對比CONTENTS3混凝反應/0144一、混凝作用一、混凝作用n混凝的主要對象是廢水中的細小懸浮顆粒和膠體微粒（colloidal matters)，這些顆粒用自然沉降法很難從水中分離出去。n混凝是通過向廢水中投加混凝劑(coagulant)，破壞膠體的穩(wěn)定性，使細小懸浮顆粒和膠體微粒聚集(aggregation)成較粗大的顆粒而沉降與水分離，使廢水得到凈化?；炷ㄊ菑U水處理中常采用的

2、方法。n可以用來降低廢水的濁度和色度，去除多種高分子有機物、某些重金屬和放射性物質。n混凝法還能改善污泥的脫水性能。55二、混凝機理二、混凝機理n膠體顆粒保持分散的懸浮狀態(tài)的特性稱為膠體的穩(wěn)定性（stabilization)。n膠體因電位降低或消除，從而失去穩(wěn)定性的過程稱為脫穩(wěn)(destabilization)，脫穩(wěn)的膠粒相互聚集為較大顆粒的過程稱為凝聚(coagulation)。n混凝的機理：混凝可分為壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網捕四種機理。66（1）壓縮雙電層機理）壓縮雙電層機理(modification of the electrical double layer) 雙電層

3、的厚度與溶液中的反離子的濃度有關。當向溶液中投加電解質，使溶液中離子濃度增高時，則擴散層的厚度將減小。 該過程的實質是加入的反離子與擴散層原有反離子之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中，從而使擴散層厚度減小。 由于擴散層厚度的減小，膠粒得以迅速凝聚。77（2）吸附電中和機理）吸附電中和機理(electrical neutralization)n膠粒表面對異號離子、異號膠粒、鏈狀離子或分子帶異號電荷的部位有強烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷，減少了靜電斥力，降低了電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。n吸附架橋作用主要是指鏈狀高分子聚合物在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用

4、下，通過活性部位與膠粒和細微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的過程。n本機理能解釋當廢水濁度很低時有些混凝劑效果不好的現象。因為廢水中膠粒少，當聚合物伸展部分一端吸附一個膠粒后，另一端因粘連不著第二個膠粒，只能與原先的膠粒粘連，就不能起架橋作用，從而達不到混凝的效果。（3）吸附架橋（橋連）機理）吸附架橋（橋連）機理(polymer bridging of colloids)88（4）沉淀物網捕機理）沉淀物網捕機理(entrapment in the floc structure)n沉淀金屬氫氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3)或帶金屬的碳酸鹽(如CaCO3)時，水中的膠粒和細微懸浮物可被這些沉淀物在

5、形成時作為晶核或吸附質所網捕。n以上介紹的混凝的四種機理，在水處理中往往可能是同時或交叉發(fā)揮作用的，只是在一定情況下以某種機理為主而已。9混凝劑與絮凝劑/021010一、混凝劑與絮凝劑定義一、混凝劑與絮凝劑定義凝聚、絮凝和混凝：凝聚、絮凝和混凝：n凝聚(coagulation)是指膠體被壓縮雙電層而脫穩(wěn)的過程；n絮凝(flocculation)則指膠體由于高分子聚合物的吸附架橋作用聚結成大粒絮體的過程；n混凝（coagulation - flocculation）則包括凝聚與絮凝兩種過程。 凝聚是瞬時的，所需的時間是將化學藥劑擴散到全部水中的時間。 絮凝則與凝聚作用不同，它需要一定的時間讓絮體

6、長大，但在一般情況下兩者難以截然分開。混凝劑與絮凝劑：混凝劑與絮凝劑：n混凝劑(coagulant)：一般把能起凝聚與絮凝作用的藥劑統(tǒng)稱為混凝劑。n助凝劑(coagulant aids)：當單用混凝劑不能取得良好效果時，可投加某類輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。1111二、混凝藥劑種類二、混凝藥劑種類n水處理對混凝藥劑的要求：n1.混凝效果好；n2.對人類健康無害；n3.價廉易得；n4.使用方便。n目前常用的混凝劑按化學組成可分為無機鹽類和有機高分子類。12二、混凝藥劑種類二、混凝藥劑種類類類 別別主主 要要 混混 凝凝 劑劑無機類低分子無機鹽類硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵、鋁酸鈉

7、、氯化鐵、氯化鋁、碳酸鎂、膨潤土堿類碳酸鈉、氫氧化鈉、氧化鈣、金屬電解產物 氫氧化鋁、氫氧化鐵高分子陽離子型聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁陰離子型活性硅酸有機類表面活性劑陰離子型月桂酸鈉、硬脂酸鈉、油酸鈉、松香酸鈉、烷基三甲基氯化銨陽離子型十二烷胺醋酸、十八烷胺醋酸、松香胺醋酸、烷基三甲基氯化銨低聚合度高分子陰離子型藻朊酸鈉、羧甲基纖維素鈉鹽陽離子型水溶性苯胺樹脂鹽酸鹽、聚乙烯亞銨非離子型淀粉、水溶性尿醛樹脂兩性型動物膠、蛋白質高聚合度高分子陰離子型聚丙酸鈉、水解聚丙烯酰胺陽離子型聚乙烯吡啶鹽、乙烯吡啶聚合物非離子型聚丙烯酰胺、氯化聚乙烯無機鹽類無機鹽類14141）三氯化鐵）三氯化鐵(ferric c

8、hloride) 無水物、結晶水物和液體，其中常用的是FeCl36H2O，極易溶于水。 三氯化鐵是城市污水及工業(yè)廢水處理的高效廉價絮凝劑，具有顯著的沉淀重金屬及硫化物、脫色、脫臭、除油、殺菌、除磷、降低出水 COD 及 BOD 等功效。 特點：n1）可取代液體或固體硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等絮凝劑，處理成本與其相比降低 30% 以上；n2）絮凝性能優(yōu)良，沉降速度高于鋁鹽系列絮凝劑如硫酸鋁、聚合氯化鋁等，且形成的礬花密實、沉降快、能減少跑礬花現象，使濾池反沖洗次數減少；n3）處理后產生的污泥量少，可大大節(jié)省污泥處理費用；n4）適應水體 pH 值范圍廣，在 pH 值 4 12 的寬范圍n內均

9、可使用，最佳使用 pH 值范圍 610 。n缺點：處理后的水的色度比鋁鹽的高，腐蝕性大。n價格：3800元/t15152）硫酸亞鐵）硫酸亞鐵(ferrous sulfate)nFeSO47H2O是半透明綠色晶體，易溶于水，在水溫2O時溶解度為21。n硫酸亞鐵離解出的Fe2只能生成最簡單的單核絡合物，因此，不如三價鐵鹽混凝效果好。n殘留在水中的Fe2會使處理后的水帶色，Fe2與水中的某些有色物質作用后，會生成顏色更深的溶解物。因此，使用硫酸亞鐵時應將二價鐵先氧化為三價鐵，然后再起混凝作用。n價格：600元/t16163）硫酸鋁）硫酸鋁(aluminum sulfate， alum)n工業(yè)產品有精

10、制和粗制兩種。精制硫酸鋁是白色結晶體。粗制硫酸鋁的Al2O3含量不少于14.516.5，不溶雜質含量不大于2430。n優(yōu)點：價格較低，使用方便，混凝效果好。n缺點：當水溫低時硫酸鋁水解困難，形成的絮體較松散。由于雜質含量高，所以渣量大。n價格：1500元/t17174）聚合氯化鋁）聚合氯化鋁(poly-aluminum chloride， PAC)n聚合氯化鋁是一種高分子混凝劑，簡稱PAC(poly-aluminium chloride)其化學式可寫為Al2(OH)nCl6-nm，式中n可取1到5中間的任何整數，m為10的整數。這個化學式實際是指 m個 Al2(OH)nCl6-n 單體的聚合物

11、。nPAC優(yōu)點：n(a)應用范圍廣，對各種廢水都可以獲得較好的混凝效果。n(b)易快速形成大的礬花，沉降性能好，投藥量一般比硫酸鋁低，過量投加時也不會象硫酸鋁那樣造成水渾濁。n(c)適宜的pH值范圍較寬(在59間)，且處理后水的pH值和堿度下降較小。n(d)水溫低時，仍可保持穩(wěn)定的混凝效果。n(e)其堿化度比其它鋁鹽、鐵鹽為高，因此藥液對設備n的侵蝕作用小。n價格：2000元/t18185）聚合硫酸鐵）聚合硫酸鐵(poly-ferric sulfate， PFS)n化學式為Fe2(OH)n(SO4)3-（n/2）m，新型、優(yōu)質、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑，用于工業(yè)廢水處理，如印染廢水等，在鑄造

12、、造紙、醫(yī)藥、制革等方面也有廣泛應用。n聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點：n1. 混凝性能優(yōu)良，礬花密實，沉降速度快；n2. 凈水效果優(yōu)良，水質好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質，亦無鐵離子的水相轉移，無毒，無害，安全可靠；n3. 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著；n4. 適應水體PH值范圍寬為4-11，PH值范圍為6-9，凈化后原水的PH值與總堿度變化幅度小，對處理設備腐蝕性小；n5. 對微污染、含藻類、低溫低濁原水凈化處理效果顯著，對高n濁度原水凈化效果尤佳；n6. 投藥量少，成本低廉，處理費用可節(jié)省20%-50%。n它與聚

13、合鋁鹽都是具有一定堿化度的無機高分子聚合物，且作n用機理也頗為相似。19196）其他無極鹽類混凝劑）其他無極鹽類混凝劑n聚合氯化鋁鐵（聚合氯化鋁鐵（ PAFC ）2000元元/tn在鋁鹽和鐵鹽混凝水解機理的基礎上開發(fā)出來的一種無機高分子混凝劑。集鋁鹽和鐵鹽各自優(yōu)點，對鋁離子和鐵離子的形態(tài)都有明顯改善，聚合程度大為提高。取鋁、鐵混凝劑各自對氣浮操作有利之處，改善聚氯化鋁的混凝性能；對高濁度水和低溫低濁水的凈化處理效果特別明顯。n聚合硫酸鐵（聚合硫酸鐵（PFC）2000元元/tn聚合硫酸鋁（聚合硫酸鋁（ PAS ）1500元元/tn活化硅酸活化硅酸(activated silicate) 6500

14、元元/tn活化硅酸實質上是硅酸鈉在加酸條件下水解聚合反應進行到一定程度的中間產物。n對膠體的混凝是通過吸附架橋使粒子粘連而完成的。n優(yōu)點：絮凝體形成快且粗大、密實，在低水溫、低堿度條件下也能良好絮凝，適用pH值范圍寬。與其它的混凝劑配合使用，特別是與鋁鹽和鐵鹽混合使用，可縮短沉降時間，節(jié)省混凝劑用量。有機高分子類混凝劑有機高分子類混凝劑21n特點：高分子混凝劑一般為鏈狀結構，各單體間以共價鍵結合。n單體的總數稱為聚合度，高分子混凝劑的聚合度約從10005000，甚至更高。高分子混凝劑溶于水中，將生成大量的線型高分子。n作用機理：n（a）由于氫鍵結合、靜電結合、范德華力等作用對膠粒的吸附結合；n

15、（b）線型高分子在溶液中的吸附架橋作用。n分類：高分子混凝劑分為天然和人工兩種，其中天然高分子混凝劑的應用遠不如人工的廣泛，主要原因是電荷密度小，分子量較低，且容易發(fā)生降解而失去活性。n根據高分子聚合物所帶基團能否離解及離解后所帶離子的電性，有機高分子混凝劑可分為陰離子型(anionic)、陽離子型(cationic)和非離子型(nonionic)在一般情況下，不論混凝劑為何種離子型，對不同電性的膠體和細微懸浮物都是有效的。但如為離子型，且電性與膠粒電性相反，就能起降低電位和吸附架橋雙重作用，可明顯提高絮凝效果。(1)有機高分子類混凝劑特點有機高分子類混凝劑特點221)聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺(p

16、olyacrylamides， PAM)n分子式：n其中 n 稱為聚合度n產量占高分子混凝劑總產量的80，n按性狀，聚丙烯酰胺產品有膠狀(含量510)、片狀 (含量2030)和粉狀(含量9095)三種。其聚合度可達21049104。相應的相對分子質量高達1.51066.0106。n聚丙烯酰胺也常作為助凝劑與其他混凝劑一起使用，可產生較好的混凝效果。聚丙烯酰胺的投加次序與廢水水質有關。23231)聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺(polyacrylamides， PAM)n當廢水濁度低時，宜先投加其他混凝劑，再投加聚丙烯酰胺，使膠體顆粒先脫穩(wěn)到一定程度，為聚丙烯酰胺的絮凝作用創(chuàng)造有利條件；n當廢水濁度高時，

17、應先投加聚丙烯酰胺，再投加其它混凝劑，以讓聚丙烯酰胺先在高濁度水中充分發(fā)揮作用，吸附部分膠粒，使?jié)岫认陆?，其余膠粒由其它混凝劑脫穩(wěn)，再由聚丙烯酰胺吸附，這樣可以降低其它絮凝劑的用量。名稱名稱分子量分子量離子度離子度高效高效pH作用作用單價單價陽離子PAM800-1200萬20%-55%1-14絮凝、脫水20000元/t陰離子PAM800-2000萬10%-50%7-14絮凝、增稠10000元/t非離子PAM200-600萬3%1-8絮凝、增稠、保濕18000元/t兩性離子PAM1000-6000萬5%-50%1-1425000元/t242)聚二甲基二烯丙基氯化銨聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMD

18、AAC)n分子式：n其中 n 稱為聚合度n本品為強陽離子聚電解質，外觀為無色至淡黃色粘稠液體。安全、無毒、易溶于水、不易燃、凝聚力強、水解穩(wěn)定性好、不成凝膠，對pH值變化不敏感，有抗氯性。n價格：10000元/tn產品性能：n1)聚合物本體含有強陽離子基因和活性吸附基因，通過電中和及吸附架橋等作用使水中的懸浮顆粒及含有負電荷基因的水溶性物質失穩(wěn)、絮凝，在脫色、殺菌、去除有機物等方面有明顯的效果。n2)本產品使用時投加量少、絮體大、沉速快及余濁低、污泥產生量少。n3)pH值適應范圍廣，在0.5-14之間。n4)本產品無臭、無味、無毒，可廣泛用于源水凈化和污水處理。 252)聚二甲基二烯丙基氯化銨

19、聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)n應用領域：n1） 在水處理過程中可用于脫色、絮凝和凈化，高效而無毒。n2） 在紡織染整助劑中可作為優(yōu)越的無醛固色劑，在織物上成膜，提高染色牢度。n3） 在造紙助劑中可作為助留濾劑，紙張涂布抗靜電。n4） 在日用化學品中，可用于洗發(fā)香波的梳理劑、潤濕劑、肥皂等的調理改性和抗靜電劑。n5） 在油田化學品中，可用于絮凝劑、堵水劑、粘土穩(wěn)定劑、鉆井液處理劑等。n主要作用是電中和、吸附、絮凝、凈化、脫色，尤其作為合成樹脂的改性劑 賦予導電性抗靜電。在造紙行業(yè)常用于提高紙漿的掛網率。n 質量指標：n1)外觀： 無色透明膠體n2)含固量： 40%n3)離子性： 陽離

20、子n4)PH值： 4-7n5)分子量： 4105生物混凝劑生物混凝劑27生物混凝劑生物混凝劑n生物混凝劑主要是利用生物技術，通過微生物發(fā)酵、提取、精制而得到的一種高效、廉價的水處理藥劑。上世紀70年代，日本學者從酞酸醋生物降解中發(fā)現了微生物培養(yǎng)液具有絮凝作用，隨之生物混凝劑得到了廣泛研究。生物混凝劑從兩個方面制得:一種是通過對微生物細胞壁提取物制備的混凝劑，二種是利用微生物細胞代謝產物從而制得的混凝劑。生物混凝劑的原材料價格高、產量低、活性弱等缺點制約了它的應用。復合型混凝劑復合型混凝劑29復合型混凝劑復合型混凝劑 復合型混凝劑是由兩種成分或者兩種以上成分組成的混凝劑。通常復合型混凝劑由一種無

21、機鹽混凝劑(鋁鹽或鐵鹽)和另一種成分組成；另一種成分可以是酸、無機鹽類、有機聚合物類，它在復合型混凝劑中占用的比例較小。 復合混凝劑一般可以分為：n 無機一無機型復合絮凝劑 無機一無機型復合絮凝劑可以分為酸根復合型混凝劑、金屬離子復合型混凝劑和多種離子復合型混凝劑三種。無機絮凝劑可以形成多元聚合物，使其具有單元無機高分子混凝劑優(yōu)點，而且由于復合型混凝劑中金屬離子的排列順序發(fā)生交錯，復合型混凝劑的分子鏈更長、更加穩(wěn)定，因而形成的絮體更加穩(wěn)定，網鋪卷掃混凝作用較強。 主要的無機一無機型復合混凝劑主要包括聚合硫酸鋁鐵(PAFS ) ，聚合氯化鋁鐵(PAFC)，聚硫氯化鋁(PACS），堿式聚硅酸硫酸鋁

22、（PASS）和聚合硫基硅酸鋁鐵(PAFSSC)等。, ,30復合型混凝劑復合型混凝劑 無機一有機型復合絮凝劑 無機一有機復合型混凝劑是將無機和有機高分子混凝劑結合使用，其效果比較好。有機高分子混凝劑它的基團一部分是親水性的，結構有鏈狀、環(huán)狀等，這有利于與污染物發(fā)生絮凝作用，脫色性效果比較好。由于高分子混凝劑的電荷性也比較高，該類混凝劑的電中和和吸附架橋性能得到提高，混凝效果大大提高。以聚環(huán)氧氯丙烷胺加入聚合氯化鐵為例，這類混凝劑電荷中和能力比較強，脫色效果佳，又因為混凝劑的吸附架橋作用，混凝效果大大提高，吸附性能較單獨使用聚環(huán)氧氯丙烷胺或聚合氯化鐵混凝劑更強。董軍芳等人利用微生物絮凝劑和硫酸鋁制得新型復合型混凝劑，它比微生物絮凝劑和硫酸鋁的混凝效果都要好。 復合混凝劑的混凝效果好，具有廣闊的應用前景，國內外己經有少量產品商品化。復合型混凝劑只是對傳統(tǒng)混凝劑作了很小的改進，但能大大改善其處理效果，混凝劑產生的固體物質大大減少，特別對低溫水的處理效果比較好。同時對于鋁鹽的復合混凝劑