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​水处理剂的选择和应用方法(上篇)

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发布时间:2019-10-01 10:22

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一、原水水质

原水和污染物的种类对于固液分离中所使用化学物质的种类有很大 响,必须考虑2个因素: ①水中污染物的种类; ②浊度值(只能确定需要的混凝剂的量。

原水和污水水质一般会随季节或者生产工艺发生变化,因此在选择水处理剂时必须考虑水质随时间的变化。

1,碱度

天然水体的碱度在10~500mg/L范围内,生活污水往往呈酸,在生活中往往使用洗涤剂和肥皂,从而将碱性物质引入水体。

酸雨对水体的碱度影响非常大,南方地区很多地表水呈酸性。水体的碱度多数是以碳酸盐和碳酸氧盐的形式存在,而硬度是以碳酸钙和碳酸镁的形式存在。由于碱度酚t变色点

没有列入饮用水的污染指标,因此各国伙等用水标准中都没有碱度的限定。但是碱度

甲基橙变色点对于鱼类和水生物具有重要的意义,因为它反映了水体缓冲pH值剧烈变化的能氢氧化物破酸盐力。为用硫酸滴定碱度的曲线。向

OHCO-H-HCO,3oH水中加入混凝剂往往会消耗一定的碱度常用混凝剂包括硫酸铝、硫酸铁、钢硫酸/ml化铁、硫酸亚铁和铝酸钠。在混凝过程 碱度滴定曲线

中,前4种混凝剂会降低溶液的碱度和pH值。为了保证混凝的完全和避免残余铝离子的存在,必须保证要处理水体具有充足的碱度。一般混凝后的水体中的碱度应在0。5mmol/L~25mg/L. (以碳酸钙计算),铝酸钠会增加这两个指标。混凝剂在水体中的反应如下:硫酸铝

Al (SO) +3Ca(HCO) 22AIOH, +3例,+6CO2

(8 - 1)

硫酸铁

Fe (SO,) = 3Ca (HCO) 22Fe (OH) s = 3Caso,= 6CO2

(8-2)

氯化铁

硫酸亚铁

2FeCls = 3Ca (HCO) 22Fe (OH) = 3CaCl = 6CO2

(8-3)

fe (OH)2 + case, +2C02

(8 - 4)

铝酸钠

2Naz Al O, + 4Ca (HCO) 22AI (OH) s = 纳兹 CO, + 4Cacos = 3CO2 + H20 (8-5) Na2 Al O + CO2 = 3H202AI (OH) 3 = Na2 Co(6)

纳兹阿尔: O, + MgCO-MgAlO, + Na2 CO

反应过程中消耗的碱度计算如下

艾尔:(那么,)。14H20+6HCO,2AI(OH), + 6C0 + 14H 0+3s0 (8-8) 594mg366毫克

如果向水中加入200mg/L硫酸铝可完成混凝过程,200mg Al:(那么,),。14 h20消耗HCO5:(366/594)×200 = 123毫克

人工智能则消耗碱度(以Caco,计): 123× (50/61)= 101 mg/L

在选择聚氯化智(PAC),硫酸铝(PAS)或聚合硫酸铁等金属盐混凝剂时,碱度是非常重要的。所有这些物质需要一些碱度来促进水解反应,使混凝剂发挥作用。如果水的碱度低,在50mg/L以下,一般不使用酸度很强的金属盐类。在这样的情况下,有两种选择,一是增加碱度,例如投加石灰溶液,二是选择高盐基度的混凝剂,例如聚氯化铝(盐基度60%~90%),如果欲处理水碱度很低,有必要投加碱度,国外有联合使用酸性或碱性的铝盐的案例,在加入硫酸铝的同时投加铝酸钠。如果碱度高于50mg/L,将有足够的碱度促使金属盐发生水解,形成混凝。如果水体碱度很低,使用硫酸铝等消耗碱度很大的混凝剂,往往会造成铝离子水解不完全,使出水中残余铝离子浓度升高,达不到饮用水出水标准。我国有几个自来水公司已经发现此问题。另外,以前在实际使用混凝剂时并没有意识到无机聚合物混凝剂盐基度对处理效果的影响。为了得到理想的混凝结果,必须确定混凝剂投加量。一般而言,溶液的碱度越高,消耗的混凝剂越多。表8-2是使用氯化铁和硫酸铝作为混凝剂时,投加量不同引起的碱度的变化情况。

使用氯化铁和硫酸铝作为混凝剂时的碱度变化情况


2。 pH值

混凝剂的选择对水质的pH值依赖性很大。如果饮用水原水pH值高于8.5,而且溶解性有机碳(DOC)含量比较高(即通常指的色度) ,那么必须选择强酸性的混凝剂,例如聚硫酸铁、氯化铁等,将pH值降低至7.0,对于碱性非常强的印染废水可以采用硫酸亚铁与硫酸铁复合的混凝剂,可以达到降低pH值和混凝的双重作用。如果pH值呈酸性,为了确保混凝反应的产生,铁盐的混凝效果要优于铝盐。即使对于同样pH值的原水,由于碱度、离子强度等多种因素还有很大的差别,因此混凝剂的选择是一个比较复杂的过程。根据图8-2,可以看出剩余浊度与pH值有密切关系,在pH值为所有的地表水都含有不同来源、粒径及种类的

4.5 55566315颗粒物,这些物质必须在供水之前有效去除。传菜pH值

性胞囊和寄生虫卵囊粒径一般在3~12um,这些颗图8-2 剩余浊度与pH值的关系 粒物会带来卫生问题,因此人们对改进颗粒分离过

(最佳pH值为6.2)

程产生了新的兴趣。根据原水水质,典型的颗粒物去除包括以下工艺: ①快滤或慢滤; ②)混凝/絮凝/深床过滤或混凝/絮凝/絮体分离: ③沉降或浮选以及快滤。

30多年前人们已经发现,在颗粒物去除之前进行预臭氧化可以显著提高颗粒去除效率,降低混凝剂用量,提高流速,例如在深床过滤中就是如此,应当在加入混凝剂(铁盐、铝盐混凝剂或阳离子型聚合物)之前或同时加入少量的臭氧,如0。5~2mg/L。在实际中已用

“微絮凝(microflocculation)”或“臭氧诱导颗粒物脱稳过程(臭氧引起的粒子去稳定) "" [ ]

与不用臭氧氧化去除颗粒物相比,采用臭氧氧化后的改进效果变化很大,据报道,过滤后水浊度可以降低20%~90%,颗粒物数量也会减少。水中溶解性有机碳(DOC)的存在常是非常必要的,至少应为1mg/L.臭氧预氧化的效果与碱土金属离子。特别是钙离子的存在密切相关。

去除藻类通常是很困难的,臭氧预氧化对此有促进作用,臭氧预氧化可以与气浮联用,成为一种分离凝聚后水藻的有效方法。低投加量的臭氧不能破坏水藻细胞。在投加与不投加混凝剂的情况下,去除颗粒物的过程中均可以检测臭氧预氧化效果。

还原性物质,如Fet, Mn2+或NO,等可以被快速氧化,也可以形成沉淀[形成Fe(OH)s, MnOCOH)2],促进混凝过程。如果根据可氧化物质的量来确定预臭氧化的臭氧剂量,那么这种剂量在水中是不足以形成余臭氧的,但是在较清洁的水中,可以满足对水进行有效消毒所需的c1值,这表明在一定的反应时间内,溶解臭氧的浓度可维持足够高的水平112

臭氧预氧化反应器必须处理原水中的颗粒物,有时候应与混凝剂混合反应池联合使用。含臭氧气体的投加装置可以是气体注射装置、径向扩散器和带叶片的涡轮。

是一个典型的含有臭氧预氧化去除颗粒物单元的地表水处理流程图。

2010年上海将率先采用欧盟饮用水标准,其深度处理工艺就是采用臭氧预氧 地表水化工艺。在国家863项目的支持下, 目前 具氧预氧化--混蔽/聚凝--条体分--快速过谜上海市北自来水公司正与同济大学合作研

究,预计一条日产36万吨深度处理工艺

将于2005年建成投产。


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