混凝与絮凝在废水处理中的最佳实践
混凝与絮凝在废水处理中的最佳实践
混凝剂与絮凝剂的选择是废水处理的关键环节。本文详细介绍了混凝剂和絮凝剂的功能、种类及其在废水处理中的应用,通过表格和分类的方式,系统地介绍了各种混凝剂和絮凝剂的特点、优缺点,以及它们在不同应用场景下的选择建议。
正确选择混凝剂与絮凝剂:影响废水处理成败的关键
当前,混凝剂与絮凝剂的选择已成为决定废水处理成效的关键因素。在废水处理系统中,混凝与絮凝/凝集这两个单元几乎无可替代。它们不仅技术成熟、设计简单、操作容易,而且在成本上相 对低廉。然而,正因为这些技术特性容易操作,往往容易被忽略其本质与设计理念,导致处理效果不佳,并进而引发如放流水质异常、污泥上浮、水质混浊、过量污泥等问 题。因此,成功的废水处理必须从混凝与絮凝/凝集这两个单元入手,以确保稳定的放流水质,并为后续处理提供良好的水质基础。
混凝剂的功能与种类
在废水处理过程中,混凝剂的作用主要是中和水中带负电荷的悬浮颗粒,使颗粒间的相斥力减弱,从而促进颗粒聚集、增大,最终形成更大、更易沉降的颗粒。
混凝剂主要分为无机型和有机型两大类。其中,无机混凝剂又可以分为单体和聚合物两种,常见的包括硫酸铝(明矾)、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。无机混凝剂虽然价格相对低廉,但在选择时需要注意其品质和成分,因为这些混凝剂多数来自其他产业的副产品,可能含有干扰废水处理的成分。
无机混凝剂常见分类如下:
分类 | 化学名称 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|
传统混凝剂 | 氯化铁 | 典型有效的混凝药剂 | pH 5.5-8.5之间使用,通常需要补充液碱以达到最佳pH值。通常需要较大剂量。需要反应时间较长。 |
硫酸铁 | |||
明矾/硫酸铝 | |||
聚合混凝剂 | 聚合氯化铁 | 对pH值的敏感度要小,反应pH值为4.5 -9.5。 混合时间较短。 形成之污泥更坚韧,量更少。 | 价格上较传统混凝剂高。 |
聚合硫酸铝 | |||
聚合氯化铝 | |||
聚合硫酸铝铁 | |||
聚合氯化铝铁 |
有机型混凝剂以其高浓度的正电荷为特征,能以较少的添加量达到电性中和效果,适合处理染料、涂料等含量高的废水。这 类混凝剂能够在适当操作条件下实现脱色、水质澄清及降低污泥量。目前,市场上还有复配型的混凝剂,能够将无机与有机混凝剂的优 点结合,简化操作并提升混凝效果。
絮凝劑/凝集劑的功能與種類
當混凝劑已經促使顆粒開始聚集時,仍需要絮凝劑/凝集劑來增大顆粒並加快沉降速度。絮凝劑/凝集劑依其帶電性可分為陽離子、陰離子、兩性離子和非離子四類。陰離子絮凝劑/凝集劑是最常用的,因為它有助於中和使用正電混凝劑後的電性。然而,在某些特定情況下,陽離子或非離子絮凝劑/凝集劑的效果可能會更好。因此,在選擇絮凝劑/凝集劑時,不僅要考慮其電荷特性,還需評估其黏性、分子量及瓶杯測試結果。
常見的絮凝劑/凝集劑分類如下:
分类 | 化学名称 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|
有機陽離子 | 聚氯化己二烯二甲基胺 | 產生更密集的抗剪切污泥。 一般與無機混凝劑搭配使用。 | 增加混凝/絮凝階段的複雜性,但是正確使用可提高工藝性能和降低成本。 |
氯甲基一氧三環二甲基胺 | |||
氯化-α-乙烯基-N,N,N-三甲基苯甲胺 | |||
聚季胺鹽 | |||
聚二甲基胺甲基/聚丙烯醯胺共聚物 | |||
有機非離子 | 聚丙烯醯胺 | ||
聚乙二醇 | |||
有機陰離子 | 聚丙烯醯胺 | 藉由架橋作用形成較大型態的汙泥。 | |
聚丙烯酸 | |||
聚丙烯酸鈉 |
此外,目前也有一劑型粉體絮凝劑,這些產品將混凝與絮凝/凝集功能集合於一劑,大大簡化了操作過程。此類粉體絮凝劑適合處理含有油脂與界面活性劑的廢水,並且在加速反應與提高污泥脫水性方面具有優勢。然而,選擇合適的粉體絮凝劑仍需經過瓶杯測試,以確保最佳效果。
市面上可供選擇的粉體絮凝劑種類繁多,每種產品都有其獨特的特性,適合處理不同類型的廢水。以下是幾種常見的一劑型粉體絮凝劑:
- 通用性一劑型粉體絮凝劑 - 適用於處理含有微量油脂與界面活性劑的廢水,這類絮凝劑能夠有效應對一般工業廢水中的小顆粒與懸浮物。
- 破乳性一劑型粉體絮凝劑 - 專門設計用於處理含有中度油脂或界面活性劑的廢水,能夠快速破乳並促進油脂和水的分離,使得廢水處理更加高效。
- 速效性一劑型粉體絮凝劑 - 這種類型的絮凝劑主要強調反應速度,適合在要求快速處理的環境中使用,能夠迅速促進顆粒沉降並減少處理時間。
- 回收性一劑型粉體絮凝劑 - 此類絮凝劑設計用於低導電度的廢水,且具有不堵膜的特性,特別適合應用於需要高效濾膜處理的系統中,能夠延長濾膜的使用壽命並提高系統效率。
結論
總結來說,混凝劑與絮凝劑/凝集劑的選擇對於廢水處理的成功至關重要。適當的藥劑選擇和操作條件應依賴專業的評估與測試,以達到最佳效果,確保顆粒有效聚集並迅速沉降,從而達到理想的處理效果。