影响混凝的因素
影响混凝的因素很多,可以归结3个方面:水力条件、废水水质和混凝剂。
1.水力条件对混凝效果的影响
混凝剂从溶于水到矾花变大依靠重力下沉的过程,分两个阶段进行。第一阶段为混合阶段,第二阶段为反应阶段。
混合阶段,要求混凝剂与废水迅速混合,创造良好的水解和聚合条件,使胶体脱稳,并不要求形成大的絮凝体。该阶段的控制指标:搅拌强度较大,而搅拌时间较短,一般在10~30s内即可完成。
反应阶段,既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件,让絮体有足够的成长机会,又要防止生成的小絮体被打碎,因此搅拌强度要逐渐减小,而反应时间要长,一般需要15~30min。
2.废水水质对混凝效果的影响
(1)浊度。浊度过高或过低都不利于混凝,浊度不同,所需的混凝剂用量也不同。
(2)pH。在混凝过程中,废水的pH对混凝的影响很大,每一种混凝剂对不同的水质都有一个相应的最佳pH,此pH可通过试验确定。(https://www.daowen.com)
例如,硫酸铝投入废水后生成的氢氧化铝胶体,可以起到混凝作用。但氢氧化铝是否总是以胶体存在于废水中,要看废水的pH。当废水的pH<4时,氢氧化铝的溶解不再是氢氧化铝胶体,而是以铝离子Al3+的状态存在,起不到黏附—架桥去除水中杂质和污染物的作用,混凝效果差。当废水的pH在5~7.5时,氢氧化铝的溶解度最小,以氢氧化铝胶体状态存在于废水中,混凝效果好。当废水的pH>8.5时,氢氧化铝胶体又明显地溶解,生成铝酸离子
,这时混凝效果也很差。因此,硫酸铝作为混凝剂使用时,废水的pH尽量调为5~7.5。
使用硫酸亚铁作混凝剂时,只有在pH>3时,可以生成氢氧化铁胶体;当pH≥8时,生成的氢氧化铁胶体会溶解,使混凝效果降低。因此,硫酸亚铁在pH=4.5~7.5时,混凝效果最佳。
(3)水温。水温会影响无机盐类的水解,水温低,水解反应慢。另外水温低,水的黏度增大,布朗运动减弱,混凝效果下降。这也是冬天混凝剂用量比夏天多的缘故。但温度也不是越高越好,当温度超过90°C时,易使高分子老化或分解生成不溶性物质,反而降低混凝效果。
3.混凝剂的影响
混凝剂种类、投加量和投加顺序都对混凝效果会产生影响。
(1)混凝剂种类。混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、浓度。若水中污染物主要呈胶体状态,且ζ电位较高,则应先投加无机混凝剂,使其脱稳凝聚;若絮体细小,还需投加高分子混凝剂或配合使用活性硅酸等助凝剂。很多情况下,将无机混凝剂与高分子混凝剂并用,可明显提高混凝效果,扩大应用范围。对于高分子混凝剂而言,链状分子所带电荷量越大,电荷密度越高,链状分子越能充分延伸,吸附—架桥的空间范围也越大,絮凝作用就越好。
(2)混凝剂投加量。投加量除与水中微粒种类、性质、浓度有关外,还与混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。对任何废水的混凝处理,都存在最佳混凝剂和最佳投药量的问题,应通过试验确定。一般的投加量范围是:普通铁盐、铝盐为10~30mL/L;聚合盐为普通盐的1/3~1/2;有机高分子混凝剂只需1~5mL/L,且投加过量,很容易造成胶体的再稳。
(3)混凝剂投加顺序。当使用多种混凝剂时,其最佳投加顺序可通过试验来确定。一般而言,当无机混凝剂与有机混凝剂并用时,先投加无机混凝剂。但当处理的胶粒在50μm以上时,常先投加有机混凝剂吸附—架桥,再加无机混凝剂压缩扩散层,两者使胶体脱稳。