污水处理厂一般用什么药剂净化污水
污水处理厂常用絮凝剂的类别和品种
阳离子型
聚合氯化铝(PAC、PACL),聚合硫酸铝(PAS),聚合氯化铁(PFC),聚合硫酸铁(PFS),聚合磷酸铝(PAP),聚合磷酸铁(PEP)
阴离子型 活化硅酸(AS),聚合硅酸(PS)
无机复合型
聚合氯化铝铁(PAFC),聚合硫酸铝铁(PAFS),聚合硅酸铝(PASiC,PASiS),聚合硅酸铁(PFSiC,PFSiS),聚合硅酸铝铁(PAFSi),聚合磷酸铝铁(PAFP),聚合磷酸氯化铝(PAPCL),聚合氯化硫酸铝(PASCL),聚合氯化硫酸铝铁(PAFSCL),聚合复合型铝酸钙,聚合硅酸硫酸铝(PSiAS)
无机有机复合型
聚合铝-聚丙烯酰胺(PACM),聚合铁-聚丙烯酰胺(PFCM),聚合铝-阳离子有机高分子(PCAT),聚合铁-阳离子有机高分子(PCFT),聚合铝-甲壳素(PAPCh)
阳离子型
聚合氯化铝(PAC、PACL),聚合硫酸铝(PAS),聚合氯化铁(PFC),聚合硫酸铁(PFS),聚合磷酸铝(PAP),聚合磷酸铁(PEP)
阴离子型 活化硅酸(AS),聚合硅酸(PS)
无机复合型
聚合氯化铝铁(PAFC),聚合硫酸铝铁(PAFS),聚合硅酸铝(PASiC,PASiS),聚合硅酸铁(PFSiC,PFSiS),聚合硅酸铝铁(PAFSi),聚合磷酸铝铁(PAFP),聚合磷酸氯化铝(PAPCL),聚合氯化硫酸铝(PASCL),聚合氯化硫酸铝铁(PAFSCL),聚合复合型铝酸钙,聚合硅酸硫酸铝(PSiAS)
无机有机复合型
聚合铝-聚丙烯酰胺(PACM),聚合铁-聚丙烯酰胺(PFCM),聚合铝-阳离子有机高分子(PCAT),聚合铁-阳离子有机高分子(PCFT),聚合铝-甲壳素(PAPCh)
絮凝剂主要分为两大类别:铁制剂系列和铝制剂系列,当然也包括其丛生的高聚物系列。
无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等,其中硫酸铝zui早是由美国开发的,并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝盐有硫酸铝AL2(SO4)3.18H2O和明矾AL2(SO4)3.K2SO4.24H2O,另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL3.6H2O.硫酸亚铁水合物FeSO4.7H2O和硫酸铁。
简单的无机聚合物絮凝剂,这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合物。如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好,其根本原因在于它能提供大量的络合离子,且能够强烈吸附胶体微粒,通过吸附、桥架、交联作用,从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低了δ电位,使胶体微粒由原来的相斥变为相吸,破坏了胶团稳定性,使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,沉淀的表面积可达(200~1000)m2/g,极具吸附能力。
(一)无机混凝剂
1.低分子无机混凝剂
目前应用最广泛的简单无机型絮凝剂是铁系、铝系金属盐。主要有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铝。三氯化铁(Fe:常用的是六水合三氯化铁(FeCl3•6H20)形成的矾花沉淀性好,处理低温水或低浊度水效果比铝盐好,适宜pH值范围较宽,但处理后水的色度比铝系的高,有腐蚀性。硫酸亚铁(FeS04•H20)离解出的Fe2+只能生成最简单的单核络合物,不如二价铁盐那样有良好的混凝效果。硫酸铝(Al2(S04)3)是废水处理中使用最多的絮凝剂,使用便利,絮凝效果好,当水温低时水解困难,形成的絮体较松散,它的有效pH值范围较窄。明矶(Al2(S04)3•K2S04.24H20)的作用机理与硫酸铝同[14]。
2.无机高分子絮凝剂
无机离分子絮凝剂混凝效果高、价格低,有逐步成为主流药剂的趋势。我国此类絮凝剂的开发成绩显著。无机高分子絮凝剂的品种有阳离子型,如聚合氯化铝(PACL聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)、聚亚铁和阴离子型,如聚合硅酸〔PS〕[15]。
聚合氯化铝(PAC):对各种废水都可以达到好的絮凝效果,能快速形成大的矾花,沉淀性能好,适宜的pH值范围较宽(pH在5-9之间),且处理后水的pH值和碱度下降较小。水温低时,仍可保持稳定的絮凝效果,其碱化度比其它铝盐、铁盐为高,因此药液对设备的侵蚀作用小。
聚合硫酸铁(PFS):混凝体形成速度快,密集且质量大且沉降速度快。尤其对低温低浊水有优良的处理效果,适用水体pH值范围(pH在4-11之间),腐蚀性小。实验表明,用聚铁净化水,可降低亚硝氮及铁的含量。因此,它是优良安全的饮用水混凝剂剂,有取代对人体有害的聚合铝混凝剂的趋势。
聚亚铁:可将高价金属离子还原成低价金属离子,且不需酸化。该混凝剂在水体中具有电荷中和与吸附架桥双重功能。与活性剂共用,可使胶体物质转变为混凝体,同时除去废水中的Cu、Zn、Ni等金属离子,成为高效电镀废水净化剂。
聚合硫酸铝(PAS):去除浊度效果显著,并有较广的温度使用范围和对原水的适用范围。不仅可处理工业用水,还可处理工业废水。聚合硫酸铝混凝剂国外已有报道。
聚合硫酸铝是一种白色或浅黄色块状或片状物体,主要用于饮用水净化和工业污水处理的絮凝剂,也可以用于造纸业增加纸张的硬度助剂、着色剂和消泡剂。
聚合硫酸铝用途:主要用于净水和造纸。在造纸方面用作增加纸张硬度的助剂、着色剂、消泡剂等;净水用作城市用水和废水处理絮凝剂;印染工业用作媒染剂和印花防渗色剂;油脂工业作澄清剂;石油工业作防臭脱色剂;木材工业用作防腐剂;医药上用作收敛剂;消防上常与小苏打、发泡剂制成泡沫型消防灭火剂;颜料工业用于生产铬黄和作沉淀剂;食品工业用作固化剂等。
污水治理药剂里面絮凝剂和混凝剂用的比较多,絮凝剂有聚合氯化铝、硫酸铝、硫酸铁、聚硅酸硫酸铝,聚合硅酸铝铁,聚合铝铁、铝硅、硅铝、硅铁,聚丙烯酰胺等,絮凝剂聚丙烯酰胺用的比较多,主要用于各种工业废水的絮凝沉降,沉淀澄清处理,如钢铁厂废水,电镀厂废水,冶金废水,洗煤废水等污水处理、污泥脱水等。还可用于饮用水澄清和净化处理。
混凝剂聚合氯化铝的混凝性能好,生成的矾花大,投药量少,效率高,沉降快,适合水质范围较宽。主要用于饮用水和工业给水的净化。同时还能用于去除水中所含的铁、锰、铬、铅等重金属,以及氟化物和水中含油等,故可用于处理多种工业废水。
絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。 无机絮凝剂按其分子量的大小可分为低分子絮凝剂和高分子絮凝剂两大类。低分子絮凝剂价格低、货源充足、但因其用量大、残渣多、效果差,故无机絮凝剂的发展已经基本上完成了低分子向高分子的转变。现常用的无机高分子絮凝剂有聚合铝类絮凝剂、聚合铁类絮凝剂和活性硅酸类絮凝剂以及复合絮凝剂四大类。
(1)聚合铝类絮凝剂(如聚合氯化铝,硫酸铝等)
聚合铝水解产生高价离子,形成各种类型的羟基多核络合物。它们通过羰基式桥联作用,处于亚稳定状态。而OH-与Al3+的比值[2](一般称盐基度或碱基度)对絮凝效果影响很大。通常盐基度越高,絮凝效果越强,但过高则本身易生成难溶的氢氧化铝沉淀,导致絮凝效果降低。研究表明,盐基度在75%-85%时最佳,此时絮凝体产生快,颗粒大而重,沉淀性能好。聚合铝具有投药量少、沉降速度快、颗粒密实、除浊、除色效果明显等特点。在工业水处理中得到广泛的应用[3]。值得注意的是铝,尤其是活性铝,毒性较大,同时聚合铝制备方法不完善,致使较多水解铝的微细颗粒存在于溶液中,这在一定程度上限制了聚合铝的使用。通过改善混凝反应条件,延长慢速混凝时间,能有效降低水中铝的含量。
(2)聚合铁类絮凝剂(如聚合硫酸铁等)
聚合铁是另一新型无机絮凝剂,絮凝机理与聚合铝类似。其主要类型有聚硫酸铁、聚氯化铁、聚氯化硫酸铁等等。聚氯化硫酸铁除具有铝盐类无机高分子絮凝剂特点外,还具有价格低、pH值适用范围宽等特点。但是总体来说,聚合铁需要较低的盐基度,一般须将OH-/Fe3+比值控制在8%~15%。超出此范围,铁水解反应突变,从高价聚合态羟基络离子转化成低价聚合态胶凝产物。且聚合铁产品稳定性差,聚合几个小时至一周内即转向沉淀,絮凝效果降低,故其用量远不及聚合铝。
(3)活性硅酸类絮凝剂
活性硅酸也是一种重要的无机高分子絮凝剂,它来源广、价格低廉、无毒、且絮凝、助凝效果好,尤其对于低温低浊水的混凝处理这一净水处理中的难题有着显著的特性[4],在国内外引起足够重视。但由于易自行缩聚析出凝胶而失活只能现用现配另外,在生产中很难精确控制其聚合度,难以达到最佳絮凝效果,限制了其应用。所以应用效果较好的多为改性产品,诸如改性活化硅酸、聚硅酸硫酸铝(PSAA),PSAM等等。究其机理,大都是在活性硅酸中加入一定量高价金属离子,使其组分带正电荷,控制其聚合度、电荷密度,保证其同时具有电中和作用和吸附架桥作用,从而克服活性硅酸自身弱点,大大提高絮凝效果。
(4)复合絮凝剂
近年来,复合絮凝剂的研制成为热点。复合絮凝剂按化学成分分为无机复合型、有机复合型、有机无机复合型三大类。无机复合絮凝剂成分较多,主要原料有铝盐、铁盐和硅酸盐。国外先后研制开发出聚合铝铁、铝硅、硅铝、硅铁以及聚合铝/铁与活性致混物质等复合絮凝剂。