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优质水处理混凝剂聚合氯化铝厂家

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高浓度洗煤废水处理适合的无机混凝剂

    高浓度洗煤废水是一个颗粒表面上带有负电荷的胶体分散体系。而高浓度洗煤废水难于自然沉降的最根本原因就是这一胶体体系中的胶体颗粒表面带有较强的负电荷,并且主要体现在胶体的ζ电位上。ζ电位越高,胶粒间的静电斥力越大,胶体越稳定。另外,胶粒表面的水化膜的存在,也阻止了煤泥颗粒间的相互接触,进而使煤泥颗粒更加稳定。而水化膜与胶体的ζ电位有着密切关联,胶粒ζ电位降低,水化膜厚度也随之变小。因此,高浓度洗煤废水处理的关键是降低煤泥颗粒表面的ζ电位。从理论上讲,带有阳离子的无机盐类混凝剂均可以达到降低胶粒ζ电位的作用,可以用于高浓度洗煤废水的处理。但由于洗煤废水的成分一样,无机盐类混凝剂的效果也不尽相同。适于高浓度洗煤废水处理的无机盐类混凝剂主要有以下几种。

    (1)硫酸铝

    硫酸铝[Al2(SO4)3·K2SO4·2H2O]是水处理中常用混凝剂之一。其特点是无毒、价格便宜,使用方便,用它处理后的水不带色,常用于脱除浊度、色度和悬浮物,但絮凝体较轻,适用于水温20~40℃,pH值范围为5.7~7.8。硫酸铝溶液能够电离出带正电荷Al3+,而洗煤废水是煤泥颗粒表面带负电的胶体体系,因此在处理洗煤废水的过程中,Al3+能够通过压缩双电层和吸附-电中和两种作用促进煤泥颗粒的脱稳,进而实现洗煤废水的泥水分离。硫酸铝与PAM配合使用处理洗煤废水已有成功的案例,但每个矿开采的煤种不同,产生的洗煤废水性质也不同,因此,具体的处理效果还需要通过实验确定。

    (2)聚合氯化铝

    聚合氯化铝(PAC,即碱式氯化铝)是一种多价电解质,能显著降低水中黏土类杂质(多带负电荷)的胶体电荷。由于相对分子质量大,吸附能力强,具有优良的凝聚能力,形成的絮凝体较大,凝聚沉淀性能优于其他混凝剂。PAC聚合度较高,投加后快速搅拌,可以大大缩短絮凝体形成的时间。PAC受水温影响较小,低水温时凝聚效果也很好。PAC对水的pH值降低较少,适宜的pH值范围为5~9。结晶析出温度在-20℃以下。

    (3)三氯化铁

    三氯化铁(FeCl3·6H2O)是铁盐混凝剂中最常用的一种。固体三氯化铁是具有金属光泽的褐色结晶体,一般杂质含量少。市售无水三氯化铁产品中FeCl3含量达92%以上,不溶杂质小于4%。液体三氯化铁浓度一般在30%左右,价格较低,使用方便。三氯化铁的混凝机理也与硫酸铝相似,但混凝特性与硫酸铝略有区别。三氯化铁在水中与氢氧化物碱度作用后生成了多种水解产物,进而结合成了Fe(OH)3。这些水解产物带有很多正电荷,所以能中和胶体微粒上的负电荷,并且与带负电荷的颗粒物和Fe(OH)3相结合。由于存在上述过程,所以三氯化铁具有絮凝能力,并使污染颗粒形成矾花。三价铁适用的pH值范围较宽,形成的矾花颗粒的离散性强,比较密实,并且带正电荷多,处理低温或低浊水的效果优于硫酸铝。但三氯化铁腐蚀性较强,且固体产品易吸水潮解,不易保管。

    (4)硫酸亚铁

    硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)固体产品是半透明绿色结晶体,俗称绿矾。硫酸亚铁在水中能离解出带正电荷的Fe2+,Fe2+能够通过吸附电中和和压缩双电层使胶体颗粒脱稳。同时,硫酸亚铁在废水混凝过程中,水解产生的一部分Fe2+经氧化生成Fe3+,并生成多核络合离子化合物,进而具有一部分三价铁盐的混凝效果。硫酸亚铁作混凝剂形成的絮凝体较重,形成较快而且稳定,沉淀时间短,能去除臭味和一定色度。适用于碱度高、浊度大的废水。废水中若有硫化物,可生成难溶于水的硫化亚铁,便于去除。硫酸亚铁缺点是腐蚀性比较强,且废水色度高时,色度不易除净。在实际工程中,硫酸亚铁与PAM联用处理洗煤废水,能够实现洗煤废水闭路循环。

    (5)聚合硫酸铁

    聚合硫酸铁(PFS)是一种性能优越的无机高分子混凝剂,形态性状是淡黄色无定型粉状固体,极易溶于水,10%(质量浓度)的水溶液为红棕色透明溶液,具有吸湿性。与硫酸铁相比,PFS的相对分子质量增大,伸展度增大,触点增多,粒间的吸附作用增大。在溶液中PFS提供大量的大分子络合物及疏水性氢氧化物聚合体,具有较好的吸附作用。但PFS在溶液中多种核羟基络合物不同于有机高分子絮凝剂,这些高分子物的分子量远小于有机絮凝剂的分子量。PFS广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。在混凝处理洗煤废水过程中,PFS能够提供多种组分的核羟基络合物,如Fe2(OH[插图]、Fe3(OH[插图]、Fe4(OH[插图]等,这些组分对洗煤废水中的胶体颗粒起多种混凝作用,既有压缩胶粒的双电层、降低ζ电位的作用,又有吸附电中和的作用。工程实践已证明聚合硫酸铁对洗煤废水具有较好的处理效果。

    (6)聚合氯化铝铁

    聚合氯化铝铁(PAFC)是由铝盐和铁盐混凝水解而成一种无机高分子混凝剂,依据协同增效原理,加入铁离子或三氧化铁和其他含铁化合物复合而制得的一种新型高效混凝剂。PAFC集铝盐和铁盐的优点,对铝离子和铁离子的形态都有明显改善,聚合程度大为提高。PAFC取铝混凝剂和铁混凝剂对气浮操作有利之处,改善聚合氯化铝的混凝性能,对高浊度水和低温低浊水的净化处理效果特别明显,可不加碱性助剂或其他助凝剂。PAFC极易溶于水,可用于生活饮用水、工业用水及工业废水、生活污水处理。PAFC混凝效果除表现为剩余浊度色度降低外,还有絮体形成块,吸附性能高,泥渣过滤脱水性能好等特点,特别是在处理高浊度水和低温低浊度水时,处理效果比明矾、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氧化铁效果好。由于PAFC含有带有正电荷的铝铁多核络合物,且分子量高,用于洗煤废水处理时,不仅具有压缩双电层、吸附电中和的作用,而且具有吸附架桥和网捕卷扫作用,因此,采用PAFC处理洗煤废水能够获得良好的处理效果。

    (7)含钙混凝剂

    含钙混凝剂在水中能电离出Ca2+,因而能够压缩双电层,降低煤泥颗粒的ζ电位,进而达到混凝的效果。另外,研究与应用结果表明,由于洗煤废水中还有大量的黏土,投加Ca2+的混凝效果更优。洗煤废水处理中常用含钙混凝剂有石灰(主要成分CaO)和氯化钙(CaCl2)。石灰价格低,但产生的泥渣较多。氯化钙处理效果好,产生的泥渣也少,但成本较高。

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