污水处理常用药剂简介

污水处理常用药剂2014年7月25日污水处理常用药剂1、絮凝剂与助凝剂2、破乳剂3、PH调整剂4、消泡剂5、生物处理药剂6、氧化剂7、重金属捕捉剂8、消毒剂9、UF+RO药剂10、污泥处理药剂一、絮凝剂与助凝剂（一）定义•絮凝剂主要是带有正电（负)性的基团中和一些水中带有负(正）电性难于分离的一些粒子或者颗粒，降低其电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，并通过物理或者化学方法分离出来。一般为达到这种目的而使用的药剂，称之为絮凝剂。絮凝剂主要应用于给水和污水处理领域。•助凝剂是为了提高絮凝效果而投加的辅助药剂。助凝剂本身可以起凝聚作用，也可以不起凝聚作用，但它与絮凝剂一起使用时，能改善水的絮凝效果。根据其在絮凝过程中所起的作用不同，可以分为很多类别，如用来调节pH值的碱（常用石灰）；用来破坏对絮凝剂有干扰的有机物的氧化剂，如氯；用来加快絮凝过程和增加牢固性的活化剂，如二氧化硅、活性炭或各种泥土等•而我们把絮凝剂和助凝剂又统称为混凝剂。plus小的矾花，肉眼可见（二）絮凝机理消除或减弱胶体稳定性的作用称为胶体的脱稳。脱稳的胶体能够聚结成较大的颗粒而迅速与水分离开来。胶体的脱稳通常是由于以下三个方面的作用。1、反离子的压缩作用。向水中加入某种电解质后电解质电离出大量反离子或水解形成带有相反电荷的聚合体，对水中的扩散层产生压缩作用，致使2、胶体吸附与絮凝剂的架桥作用。向水中投加一定量的高分子物质或高价盐类（能水解成高聚物），这类物质呈线型结构，并在水中伸展为链状，胶体颗粒易吸附在连接部位，从而把水中悬浮物连在一起。这种作用形象的称为“架桥作用”。由于这种架桥作用破坏了胶体的稳定性，逐步絮凝成絮状沉淀物，称为絮凝作用。胶体的脱稳往往是凝聚和絮凝作用同时发生，总称为混凝，所加药剂称为混凝剂。一部分反离子压缩到吸附层而使扩散层变薄，微粒间的静电斥力随之减弱或消失。此时，当胶体颗粒互相接触时就很容易通过吸附作用而聚结成大颗粒，此过程通常称为凝聚。胶粒高分子胶粒高分子排斥排斥胶粒高分子架桥模型示意胶体保护示意3、沉淀物的网捕作用。当水中的悬浮物和胶体杂质很少时，通过加大混凝剂量，自身相互混凝，形成絮状沉淀物，在沉降过程中以网捕作用将水中的微粒携带下去。（三）分类及特点絮凝剂可以分为：无机絮凝剂有机絮凝剂高分子絮凝剂现将常用的絮凝剂列于下表常用的絮凝剂无机铝系硫酸铝,明矾,聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（PAS）适宜pH:5.5~8铁系三氯化铁,硫酸亚铁,硫酸铁（国内生产少）,聚合硫酸铁,聚合氯化铁适宜pH:5-11,但腐蚀性强有机人工合成阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非离子型：聚丙烯酰胺(PAM),聚氧化乙烯(PEO)两性型：使用极少天然淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等微生物絮凝剂1、铝盐絮凝剂•常用作铝盐的絮凝剂有硫酸铝、明矾、聚合氯化铝、工业废水专用混凝剂等。•因为天然水中的粘土胶体带有一定的负电荷，所以絮凝剂的形态只有是适当正电荷适当聚合度的羟基多核络合离子，才能同时起电性中和及吸附架桥等各种作用，取得最优絮凝效果•聚合氯化铝也叫聚氯、聚合铝、聚氯化铝或碱式氯化铝，简称PAC，它是由简单的中间产物连接而成的高分子化合物，它与传统的无机絮凝剂硫酸铝相比，有以下优点：（1）加药量少。与硫酸铝相比，Al2O3的含量高，可节省药耗，降低制水成本，其用量只相当于硫酸铝的三分之一左右。（2）絮凝效果好。聚合氯化铝形成絮凝物的速度快，与硫酸铝相比致密而且大，易于沉降，所以可以减小澄清沉淀设备的体积。（3）使用范围广。与硫酸铝相比适应性强，对于低浊度水、高浊度水、有色水都有很好的絮凝效果。而且水温低时，絮凝效果不明显下降。水的pH在6—8之间均可采用。（4）腐蚀性较小。产品本身是无害的，投加后的生活饮用水均符合饮用水标准。2、铁盐絮凝剂常用的铁盐絮凝剂有聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、三氯化铁等。铁盐絮凝剂与铝盐絮凝剂相比有以下特点：铁盐絮凝剂生成絮凝物的密度比铝盐絮凝剂大，所以沉降速度快，需要的设备小，其最优pH范围比铝盐宽；铁盐在絮凝过程中受温度的影响比铝盐小；残留于水中的Fe2+会使净化后的水带色，而且Fe2+还能与水中的腐殖质作用，生成不易沉降的颜色更深的溶解性物质。3、助凝剂最常用的助凝剂为聚丙烯酰胺，简称PAM。其特点为：（1）在低加药量时，就能形成相当稳定的絮凝物。（2）高分子絮凝物易受水的pH值和离子强度影响。（3）聚丙烯酰胺有一定的毒性，所以我国规定饮用水中聚丙烯酰胺的最高允许浓度为1mg/L，单体丙烯酰胺的最高允许浓度为0.01mg/L。PAM结构示意图（四）混凝剂应用----现场烧杯实验污水中颗粒物以胶体形式存在。加入絮凝剂后，胶体脱稳，形成小矾花小矾花在重力作用下，开始沉淀加入助凝剂，矾花开始长大矾花在混凝剂的作用下，聚集在一起形成污泥，快速沉淀，固液分离（五）絮凝剂使用不当对循环水水质影响从2月中旬开始，我厂循环水水体颜色异常，颜色逐渐转白，4月中旬循环水场腐蚀测试挂片表面有白色附着物出现。我们初步判断为生产水、循环水中铝离子超标。并外委水样分析，分析结果显示循环水中铝离子含量高达3.2mg/L（规范要求循环水中铝离子浓度小于0.5mg/L）。循环水铝离子升高原因天然水中铝离子含量一般很低，不会危害循环水系统，循环水系统受到铝危害，一般是由于预处理使用铝盐为混凝剂时投加不当而使补充水中铝含量超标的。国内的几个循环水系统都曾出现循环水变白的“白水”现象，并在换热器上大量沉积铝垢。循环水补充水铝离子残留原因1、低温低浊水难以处理在补充水源水预处理过程中投加聚合氯化铝作为絮凝剂，造成供给循环水补充中铝离子残留的原因是冬季水库源水水温低于5℃，浊度小于40NTU，属于低温低浊水，而采用铝盐作絮凝剂投加于低温低浊水中时，水温低对混合絮凝有着明显的影响。这是因为无机盐类混凝剂水解时为吸热反应，特别是铝盐，当水温低于5℃时，水解速度很慢。铝离子以溶溶的状态通过源水预处理沉淀、过滤设施，进入到后续循环水场，由于循环水和补充水pH和温度差异发生沉积，这就是所谓的铝：“后沉积”2、电厂没有实现助凝剂投加原设计生产、生活水处理设施合建，需投加食品级混凝剂和助凝剂，以同时满足供生产给水和生活给水水质要求。考虑到常规助凝剂--聚丙烯酰胺会存在残留的丙烯酰胺单体和生产过程中夹带的有毒重金属对人体神经系统有损伤危害，因此在源水预处理过程中只投加了聚合氯化铝作为絮凝剂，而没有投加助凝剂。循环水铝离子高的危害1、加剧系统腐蚀铝的氢氧化物是两性化合物，本身具有絮凝的作用，如果在循环水中含量过高，很容易产生沉积，沉积在铁和铜的金属表面，形成小白点状沉积物，很快形成原电池反应，造成局部腐蚀，损坏设备。下图为循环水场检测挂片，挂片表面有白色附着物。2、增大循环水药剂消耗在铝的氢氧化物的絮凝沉积过程中，会消耗很多的分散剂，造成循环水系统药剂消耗上升。3、形成强粘性污泥，促进污垢沉积铝的氢氧化物在水解过程中会产生混凝作用，使水中的颗粒由小变大，在循环水中起到粘结剂的作用，促进系统污泥沉积，在冷却器过滤网处，由于粘结作用，将滤网截留的飘絮物牢固的粘结在一起，阻塞循环水通道，造成生产车间板式换热器频繁出现过滤网堵塞，冷换设备温度上升，换热效率下降情况，严重影响生产装置的正常生产运行。铝污泥还会在换热器表面沉积形成铝垢，带来冷却器换热效率下降的危害。下图为循环水场清理过流渠道格栅格网杂物二、破乳剂可浮油：呈悬浮状态，粒径大于15µm，占石油炼厂废水含油量的60—80%，易于用隔油池去除。乳化油：呈乳化状态，粒径1µm，由于表面活性剂的存在使体系较稳定，必须破乳。一般采用浮选、混凝、过滤等处理方法。溶解油：呈溶解状态，一般低于5—15mg/l,难于自然分离，可采用吸附、化学氧化及生物氧化方法去除。油的状态（一）污水中油的状态及处理方法隔油池••用自然浮上法去除可浮油的构筑物，称为隔油池。目前常用的隔油池有平流式隔油池和斜板式隔油池两类。•平流式隔油池(API)•斜板式隔油池：平行板式(PPI)波纹斜板(CPI)（二）去除可浮油的设施（三）去除乳化油的设施气浮池工作原理•气浮过程中，细微气泡首先与水中的悬浮粒子相粘附，形成整体密度小于水的“气泡-颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到水面。•由此可见，实现气浮分离必须具备以下三个基本条件：•一是:水中产生足够数量的细微气泡；•二是:污染物形成不溶性的固态或液态悬浮体；•三是:悬浮颗粒表面呈疏水性质，气泡能够与悬浮粒子相粘附。（一）乳化油及破乳方法概述什么是乳化油?当油和水相混，又有乳化剂存在，乳化剂会在油滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜，这时油和水就不会分层，而呈一种不透明的乳状液。当分散相是油滴时，称水包油乳状液；当分散相是水滴时，则称为油包水乳状液。（二）破乳及破乳机理1.破乳----就是破坏油粒周围的保护膜，使油水发生分离。2.破乳机理主要有两种:(1)使乳液微粒的双电层受到压缩或表面电荷得到中和，从而使微粒由排斥状态转变为能接触碰撞的并聚状态；(2)使乳化剂界面膜破裂或被另一种不会形成牢固界面膜的表面活性物质顶替，使油粒得以释放和并聚.（三）破乳方法简介破乳方法可分为物理法和化学法两类。物理法--有高压静电法、剧烈搅拌和震荡法、高速离心法以及加热或冷冻法破乳等。化学法--就是在乳液中投加酸类、盐类、换型乳化剂、混凝剂以及各种专用有机高分子破乳剂。目前较为有效而简便的方法是投加铁、铝盐混凝剂或有机高分子破乳剂。化学药剂破乳一般的疏水性或亲水性的物质，投加化学药剂能改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。混凝剂浮选剂助凝剂抑制剂调节剂无机或有机高分子混凝剂，它不仅可以改变悬浮颗粒的亲水性能，而且还能使污水中的细小颗粒絮凝成较大的絮状体以吸附、截留气泡，加速颗粒上浮。浮选剂大多由极性-非极性分子组成。浮选剂的极性基被吸附在亲水性悬浮颗粒的表面后，非极性基则朝向水中，这样就可以使亲水性物质转化为疏水性物质，从而能使其与微细气泡相粘附。浮选剂的种类有松香油、石油、表面活性剂、硬脂酸盐等。混凝剂浮选剂助凝剂抑制剂调节剂化学药剂破乳一般的疏水性或亲水性的物质，投加化学药剂能改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。混凝剂浮选剂助凝剂抑制剂调节剂作用是提高悬浮颗粒表面的水密性，以提高颗粒的可浮性，如聚丙烯酰胺。化学药剂破乳一般的疏水性或亲水性的物质，投加化学药剂能改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。混凝剂浮选剂助凝剂抑制剂调节剂作用是暂时或永久性地抑制某些物质的浮上性能，而又不妨碍需要去除的悬浮颗粒的上浮，如石灰、硫化钠等。化学药剂破乳一般的疏水性或亲水性的物质，投加化学药剂能改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。混凝剂浮选剂助凝剂抑制剂调节剂调节污水的pH值，改进和提高气泡在水中的分散度以及提高悬浮颗粒与气泡的粘附能力，如各种酸、碱等。化学药剂破乳一般的疏水性或亲水性的物质，投加化学药剂能改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。回流加压溶气气浮工艺流程溶气水浮渣气浮池污水混凝剂混凝池回流水出水压缩空气溶气罐空压机刮渣机加压泵三、pH调整剂(一)中和的基本原理1、概念中和法就是通过向污水中投加化学药剂，使其与污染物发生化学反应，调节污水的酸、碱度(pH)，使污水呈中性或接近中性，适宜下一步污水处理的pH值范围。(1)污水排入受纳水体前，其pH值指标超过排放标准，应采用中和处理，以减少对水生生物的影响。2、适用场合(2)工业废水排入城市下水道系统前，采用中和处理以免污水对管道系统造成腐蚀，同时，工业废水在排入下水道前，对其进行中和处理比之工业废水与其他污水混合进行中和处理要经济得多。(3)污水在化学处理或生物处理前，对生物处理而言，需将处理系统中污水的pH值维持在6.5～8.0范围内，以确保微生物最佳的生物活力。3、基本原理•酸＋碱＝盐＋水•或H＋＋OH-＝H2O中和的基本原理（二）酸性污水的中和处理1、药剂中和法能处理任何浓度、任何性质的酸性污水，对水质