絮凝剂的使用量越来越多?这是怎么回事?

絮凝剂混凝剂常被称为“工业万灵药”,应用范围广泛。作为水处理领域强化固液分离的手段,它可用于强化污水的初级沉淀、浮选处理以及活性污泥法后的二级沉淀,也可用于污水的三级或深度处理。在水处理过程中,影响混凝效果(化学药剂用量)的因素往往较为复杂,包括水温、pH值和碱度、水中杂质的性质和浓度、外部水利条件等。

1. 水温的影响

水温对药物摄入量有显著影响,冬季低温水尤其如此。

对药物消耗的影响更大,这通常会导致细小松散颗粒缓慢形成絮状物。主要原因如下:

无机盐混凝剂的水解是吸热反应,低温水混凝剂的水解很困难。

低温水的粘度较大,这会削弱杂质粒子的布朗运动。

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水会降低碰撞的几率,这不利于胶体的不稳定和聚集,并影响絮凝体的生长。

当水温较低时,胶体粒子的水合作用增强,这会阻碍胶体粒子的内聚力,也会影响胶体粒子之间的粘附强度。

水温与水的pH值密切相关。水温较低时,水的pH值会升高,相应的絮凝最佳pH值也会升高。因此,在寒冷地区的冬季,即使添加大量的絮凝剂,也很难获得良好的絮凝效果。

2. pH值和碱度

pH值是衡量水体酸碱度的指标,也就是水中氢离子(H+)浓度的指标。原水的pH值直接影响混凝剂的水解反应,也就是说,当原水的pH值在一定范围内时,才能保证混凝效果。

当混凝剂加入水中时,由于混凝剂水解,水中的H+浓度升高,导致水的pH值下降,从而抑制水解反应。为了将pH值维持在最佳范围内,水中需要含有足够的碱性物质来中和H+。天然水含有一定量的碱性物质(通常为HCO3-),可以中和混凝剂水解过程中产生的H+,对pH值起到缓冲作用。当原水碱性不足或混凝剂添加过量时,水的pH值会显著下降,破坏混凝效果。

3. 水中杂质的性质和浓度的影响

水中悬浮物的粒径和带电性会影响混凝效果。一般来说,粒径小且均匀时,混凝效果较差;水中颗粒浓度低,颗粒碰撞概率小,不利于混凝;浊度高时,为了破坏水中的胶体,所需的化学药剂用量会大幅增加。当水中存在大量有机物时,有机物会被黏土颗粒吸附,从而改变原有胶体颗粒的表面特性,使其更加稳定,严重影响混凝效果。此时,必须向水中添加氧化剂来破坏有机物的影响,提高混凝效果。

水中溶解的盐分也会影响混凝效果。例如,天然水中钙镁离子含量较高时有利于混凝,而氯离子含量较高则不利于混凝。汛期,雨水冲刷导致大量腐殖质进入污水处理厂,此时通常采用的预氯化和混凝剂投加量也基于此。

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4. 外部水利条件的影响

胶体颗粒聚集的基本条件是破坏胶体颗粒的稳定性,并使不稳定的胶体颗粒相互碰撞。混凝剂的主要作用是破坏胶体颗粒的稳定性,而外部水力搅拌的作用是确保胶体颗粒与混凝剂充分接触,从而使胶体颗粒相互碰撞形成絮体。

为了使胶体颗粒与混凝剂充分接触,混凝剂放入水中后,必须迅速均匀地分散在水体的各个部分,这通常被称为快速混合,需要在 10 到 30 秒内完成,最多不超过 2 分钟。

5. 水冲击载荷的影响

水冲击是指原水周期性或非周期性水冲击,导致水质突然发生较大变化。自来水厂的城市用水量和上游供水量的调整会影响进厂水质,尤其是在夏季供水高峰期,进厂水质变化剧烈,需要频繁调整化学药剂的投加量。而且,水冲击后的效果往往不尽如人意。值得注意的是,这种变化并非线性增长。之后,应注意观察反应罐中明矾的浓度,以免因投加过量而破坏混凝效果。

6. 絮凝剂节省措施

除了上述因素外,还有一些节约用药的措施,例如增加液池中搅拌的次数,减少药物固体颗粒的沉淀,稳定药物,从而节省药物消耗。

如果使用聚丙烯酰胺想要节省成本,就必须选择合适的型号。原则是选择处理效果最佳的聚丙烯酰胺,价格昂贵的未必是最佳选择,切勿为了省钱而导致废水处理效果差,反而增加成本。选择药剂时,应考虑其不仅能降低污泥含水量,还能降低单位药剂用量。对提供的药物样品进行絮凝试验,选择两到三种试验效果良好的药物,然后分别进行机上试验,观察最终污泥效果,确定最终药物种类。

聚丙烯酰胺通常为固体颗粒,需要配制成具有一定溶解度的水溶液。浓度通常在0.1%至0.3%之间。浓度过高或过低都会影响药效,造成药物浪费,增加成本,并溶解颗粒状聚合物。配制溶液的水应为清洁水(例如自来水),而非污水。室温水即可,一般无需加热。水温低于5℃时,溶解速度非常缓慢;水温升高会加快溶解速度,但高于40℃会加速聚合物降解,影响药效。一般来说,自来水适合配制聚合物溶液。强酸、强碱、高盐度的水不适用于配制溶液。

配制药剂时,应注意固化时间,确保药剂能够完全溶解于水中,避免结块,否则不仅造成浪费,还会影响泥浆生产效果,并容易堵塞滤布和管道,导致反复浪费。配制成溶液后,储存时间有限。一般来说,当溶液浓度为0.1%时,非阴离子聚合物溶液的储存时间不应超过一周,阳离子聚合物溶液的储存时间不应超过一天。

配制药剂后,在投加过程中,要注意泥浆质量的变化和泥浆的效果,及时调整药剂的用量,以达到更好的投加比例。

药品必须储存在干燥的仓库中,药袋应密封。使用时,尽量用完,未使用的药品应密封保存,避免受潮。配制药品时,应注意不要过度配制,长时间存放的液体容易水解,无法继续使用。

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发布时间:2022年11月4日