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          絮凝沉淀設備概述

          發布日期:

          2018-09-03 11:25:16

          欄目:

          水處理設備資訊

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          如何進行水處理?

          衡美水處理為您介紹一種尖端、先進、行之有效的水處理設備——絮凝沉淀設備。

          第一章絮凝沉淀解析

          絮凝沉淀技術是混凝處理中的混合、反應、沉淀部分。

          該技術是在發現并總結傳統水處理技術及設備存在問題和缺陷的基礎上,研究開發的新型水處理技術。與該技術相配套的設備有:列管式混合器、翼片隔板絮凝設備和逆向流接觸絮凝沉淀設備。

          一、混合是絮凝中最主要的環節之一。

          混凝劑的水解產物迅速混合到水體的每一個細部,并使水中膠體顆粒瞬時脫穩、同時產生凝聚是取得好的絮凝效果的先決條件,也是節省投藥量的關鍵。混合問題的實質是混合劑水解產物在水中的擴散問題。

          列管式混合器,混合快速,水頭損失小、混合效果好,安裝、維護簡單,節省投藥量20%~30%,運行費用低。是利用水流通過列管產生高頻渦流,使數種物料(懸浮物、膠體、絮凝劑)得到充分混合。

          二、反應是給水處理的最重要的工藝環節,絮凝過程是微小顆粒接觸碰撞的過程。

          絮凝效果的好壞取決于下面的兩個因素:一是混凝劑水解后產生的高分子絡合物形成吸附架橋的連接能力,這是由混凝劑的性質決定的;二是微小顆粒接觸碰撞的機率和控制它們進行合理的有效碰撞,這是由設備的動力學條件決定的。

          要使水體中顆粒相互碰撞,就必須使其與水流產生相對運動,這樣水流就會對顆粒運動產生水力阻力。由于不同尺度顆粒所受水的阻力不同,所以不同尺度的顆粒之間就產生了速度差。這一速度差為相鄰不同尺度顆粒的碰撞提供了條件。

          如何讓水中顆粒與水流產生相對運動呢?最好辦法是改變水流的速度。

          改變速度方法有兩種:一是改變水流時平均速度大小,二是改變水流方向。
              如此,如果能在絮凝池中大幅度的增加湍流渦旋的比例,就可以大幅度的增加顆粒碰撞次數,有效的改善絮凝效果。這可以在絮凝池的流動通道上增設反應設備的辦法來實現。

          三、沉淀設備是水處理工藝中泥水分離的最重要環節,設備運行狀況直接影響了出水水質。

          接觸絮凝斜板沉淀設備是在斜板沉淀池設備中,設置整流段,使整個斜板阻力均衡、防止偏流、布水均勻,在斜板區和整流段內形成具有過濾吸附功能,且具有自動更新功能的密實絮體粒子動態懸浮層,利用接觸絮凝網捕作用和斜板淺池沉淀原理去除水中固體顆粒,本設備材質采用乙丙共聚,具有美觀,表明光滑利于排泥,上升流速大,表面負荷高,沉淀效果好等特點。提高了斜板沉淀池沉淀效率,使上升流速大大提高,沉淀后水可保證達到5mg/l以下。         

          四、絮凝沉淀是顆粒物在水中沉淀的過程。

          在水中投加混凝劑后,其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚,其尺寸和質量不斷變大,沉速不斷增加。地面水中投加混凝劑后形成的礬花生活污水中的有機懸浮物,活性污泥在沉淀過程中都會出現絮凝沉淀的現象。

          對常用絮凝沉淀及使用設備解析如下:

          1、絮凝沉淀法

          絮凝沉淀法是科學用語,指在混懸的中藥提取液或提取濃縮液中加入絮凝沉淀劑以吸附架橋和電中和方式與蛋白質果膠等發生分子間作用,使之沉降,除去溶液中的粗粒子,以達到精制和提高成品質量目的的一項新技術。

          絮凝沉淀法即選用無機絮凝劑和有機陰離子配制成水溶液加入廢水中,便會產生壓縮雙電層,使廢水中的懸浮微粒失去穩定性,膠粒物相互凝聚使微粒增大,形成絮凝體礬花。絮凝體長大到一定體積后即在重力作用下脫離水相沉淀,從而去除廢水中的大量懸浮物,從而達到水處理的效果。為提高分離效果,可適時、適量加入助凝劑

          2、絮凝設備原理

          絮凝設備主要原理是利用邊界層脫離理論和顆粒碰撞的慣性效應,在絮凝池中沿水流方向設置隔板,垂直水流方向設置翼片,水流流經翼片和隔板時將產生高頻譜渦旋,增加顆粒碰撞次數,提高有效碰撞率。

          絮凝設備為藥劑與水中的顆粒充分接觸提供良好的微水動力學條件,在絮凝池末端可產生密實的易沉淀的礬花顆粒。

          設計中按照不同的原水水質和用水規模,按照絮凝要求進行水力分級和流態控制,控制水中微渦旋(耗能渦旋)在水中的產生、分布密度及發生的頻率,可得到理想的絮凝效果。由于強化了絮凝過程,在水質難處理期,仍可達到理想的絮凝效果,對微污染水質,只要污染不是很嚴重,同樣能夠達到理想的處理效果。

          絮凝設備具有良好的耐腐蝕性,強度高、外形美觀、安裝方便、絮凝效果好、低能耗、絮凝時間短等特點。

          3、結構特點

          絮凝設備導流機構截面為星形,設置1~3片翼片,焊接在隔板上,整體為箱式結構,采用焊接方式組裝,比普通的絮凝設備強度高。組合后成組放入絮凝池中,無螺絲等緊固件,美觀大方,我方在絮凝池中合理設置隔板以改變紊流流動的邊界條件,增加紊流流動的邊壁從而增加了流動的湍動度,利于在水中形成高比例、高強度、高密度的小渦旋,為絮凝提供合適的水力條件,在隔板上合理設置翼片就強化絮凝池中的湍動,水流流經翼片后,形成擾流并在翼片后形成漩渦區,并采用三級水力分級,合理控制紊流渦旋尺度和數量,盡可能增加絮凝池中粒子的接觸碰撞次數和有效碰撞次數,以保證良好的絮凝效果。

          絮凝池內設置本產品,合理控制湍流流態,為接觸絮凝提供水力條件保障,進一步控制湍流絮凝狀態,形成均勻、密實的礬花顆粒。絮凝效果進一步提高、耗能低,絮凝時間只需8分鐘,最低可達5分鐘,產品整體形式按照反應池尺寸要求設計加工。 

          本產品原材料采用不銹鋼或改性PVC等材質,具有良好的耐腐蝕性,強度高、外形美觀、安裝固定、方便,設備使用年限長等優點。

          第二章  絮凝沉淀一體化凈水設備

          “絮凝沉淀一體化凈水設備”的工藝采用湍流凝聚水處理工藝技術。本技術是傳統混合絮凝沉淀技術的發展與創新,根據湍流絮凝沉淀機理,形成了湍流凝聚水處理工藝技術,本項技術已成功應用于多項水處理工程中,并獲得了很好的處理效果。在湍流凝聚水處理工藝技術的基礎上,我們設計了如下工藝設備:新湍流混合器、新型絮凝裝置和新變流道斜板沉淀裝置。
             一、新湍流混合器:新湍流混合器在設計中引入了流體微水動力學原理來控制混合微觀過程和宏觀過程,在相同條件下,大大提高了同心湍流混合器的混合效果。研究結果表明:同心湍流混合器比一般混合器能夠提升混合效率和混合效果一倍以上。它的主要原理是使水流通過列管時,在邊界層的作用下,產生系列渦旋,并在其后的空間衰減,產生高頻渦流,從而使混凝劑復雜的水解產物與原水中的膠體顆粒得到充分混合。同心湍流混合器采用不銹鋼材質,具有良好的耐腐蝕性,強度高,外型美觀,安裝方便、混合快速高效、低能耗等特點。
             二、新型絮凝裝置:新型湍流絮凝裝置主要原理是利用邊界層脫離理論和顆粒碰撞的慣性效應,當水流經設備后,形成相對均勻且強度不同的渦旋,利用水本身與絮體密度的差異,所受重力及向心力各有不同,通過合理布置反應設備,增強絮體顆粒形成均勻有效的碰撞,是絮體快速長大到合理尺寸,即有益沉淀又不易破碎,降低細小礬花生成量,以保障沉淀效果。設備具有強度高、耐腐蝕、外形美觀、安裝方便、絮凝效果好、低能耗、絮凝時間短等特點。
             三、新變流道斜板沉淀裝置:新變流道斜板沉淀裝置主要原理是綜合利用沉淀機理和接觸絮凝機理完成沉淀區中顆粒的分離過程。本設備充分利用了沉淀機理,該設備下部為三角加強結構,更有效的加強了斜板的結構強度,同時設備流道下部截面小于上部截面,當水流在進入設備后,在設備底部形成過濾泥渣層,能夠截留細小礬花,底部不斷密實的礬花顆粒下滑沉落使得泥渣層不斷更新,既不污堵,又形成有效過濾,該設備在充分利用淺池理論原理的基礎上,又加入了澄清池過濾網捕的能力,使得沉淀效果更好。本沉淀裝置材質采用乙丙共聚,具有外形美觀、表面光滑利于排泥、上升流速大、表面負荷高、沉淀效果好、安裝方便等特點。


          第三章 絮凝沉淀劑

          一、硫酸亞鐵

          硫酸亞鐵最廣泛的用途就是作為絮凝劑,它作為絮凝劑具有如下優點:沉降速度快、污泥顆粒大、污泥體積小且密實、除色效果好(非常適合作為印染、水洗等紡織廢水的處理)、無毒而且有益生物生長(非常適合用在后續有生化處理工藝的污水處理系統)、不用改變原來的工藝、價格低廉,作為絮凝劑,硫酸亞鐵可以代替聚合鋁堿式氯化鋁、聚合鐵、硫酸鋁三氯化鐵等。

          原理:在酸性條件下,投加還原劑硫酸亞鐵、亞硫酸鈉亞硫酸氫鈉、二氧化硫等,將六價鉻還原成三價鉻,然后投加氫氧化鈉氫氧化鈣石灰等調pH值,使其生成三價鉻氫氧化物沉淀從廢水中分離。

          處理工藝流程:含Cr6+廢水→調節池還原反應→混凝反應池→沉淀池過濾器→pH回調池→排放。

          二、聚合氯化鋁

          聚合氯化鋁:簡稱PAC,是一種多羥基、多核絡合體的陽離子型無機高分子絮凝 固體產品外觀為淡黃色或紅黃色粉狀,其分子為[A12(OH)nC16-n]m≤5m≤10。由于帶有數量不等的羥基,當聚合氯化鋁加入混濁源水后,在源水的PH條件下繼續水解。在水解過程中,伴隨著有發生凝聚、吸附、沉淀等一系列物理化學過程,從而達到凈化目的。 聚合氯化鋁的顯著特點是凈水效果明顯、絮凝沉淀速度快、適應PH范圍寬,對管道設備腐濁性低,能有效地去除水中色質SSCOD、BOD及重金屬離子。制水成本低、操作簡單、節省人力、物力。該產品廣泛用于飲用水、工業用水和污水處理領域。 

          聚合氯化鋁特點:

          1、絮凝體成型快,活性好,過濾性好。

          2、不需加堿性助劑,如遇潮解,其效果不變。

          3、適應PH值寬,適應性強,用途廣泛。

          4、處理過的水中鹽份少。

          5、能除去重金屬及放射性物質對水的污染。

          6、有效成份高,便于儲存,運輸。

          三、堿式氯化鋁

          堿式氯化鋁60年代后期,正式投入工業化生產和應用的一種新型無機高分子混凝劑。此產品利用工業鋁灰和活性鋁礬土為原料經過精制加工聚合而成,活性較高,對于工業污水,造紙水、印染水具有較好的凈化效果。 具有投加量少、凈化效率高、成本低等一系列優點。  

          堿式氯化鋁分為標準堿式氯化鋁(有兩種原料生產),復合型堿式氯化鋁(有四種原料生產,主要用于酸性水、發酵水、脫色效果好。

          四、聚合硫酸鐵

          聚合硫酸鐵形態性狀是淡黃色無定型粉狀固體,極易溶于水,水溶液為紅棕色透明溶液,吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛應用于飲用水、工業用水、各種工業廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理。

          聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點:

          1、新型、優質、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑

          2、混凝性能優良,礬花密實,沉降速度快;

          3、凈水效果優良,水質好,不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質,亦無鐵離子的水相轉移,無毒,無害,安全可靠;

          4、除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中CODBOD及重金屬離子等功效顯著;

          5、適應水體PH值范圍寬為4-11,最佳PH值范圍為6-9,凈化后原水的PH值與總堿度變化幅度小,對處理設備腐蝕性小;

          6、對微污染、含藻類、低溫低濁原水凈化處理效果顯著,對高濁度原水凈化效果尤佳;

          7、投藥量少,成本低廉,處理費用可節省20%-50%。

          五、三氯化鐵

          三氯化鐵化學式FeCl3。黑棕色結晶,也有薄片狀,熔點282℃、沸點315℃,易溶于水并且有強烈的吸水性,能吸收空氣里的水分而潮解FeCl3從水溶液析出時帶六個結晶水FeCl3·6H2O,六水合三氯化鐵是橘黃色的晶體。三氯化鐵是一種很重要的鐵鹽

          三氯化鐵的特性: 

          1、水解速度快,水合作用弱。形成的礬花密實,沉降速度快。受水溫變化影響小,可以滿足在流動過程中產生剪切力的要求。

          2、固態產品為棕褐色,紅褐色粉末,極易溶于水。

          3、可有效去除源水中的鋁離子以及鋁鹽混凝后水中殘余的游離態鋁離子。

          4、適用范圍廣,生活飲用水,工業用水,生活用水,生活污水和工業污水處理等。

          5、用藥量少,處理效果好,比其它混凝劑節約10-20%費用。

          6、使用方法和包裝用途以及注意事項同聚合氯化鋁基本一樣。

          三氯化鐵是城市污水及工業廢水處理的高效廉價絮凝劑,具有顯著的沉淀重金屬及硫化物、脫色、脫臭、除油、殺菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。

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