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污水脱色絮凝剂的脱色原理与使用条件

时间:2025-11-09 20:12:54 来源: 浏览|:6次

 
一、脱色原理:多机制协同作用
污水脱色絮凝剂通过物理、化学作用实现色度去除,核心机制包括以下四类:

电中和原理
印染废水中的染料分子常带有-SO₃⁻、-OH⁻、-COO⁻等亲水性基团,使废水呈现颜色。加入与染料电荷相反的絮凝剂(如阳离子型聚丙烯酰胺),可中和染料分子表面电荷,破坏其稳定性,促使染料分子聚集沉降。例如,某印染厂使用阳离子絮凝剂后,染料分子聚集效率提升40%,色度去除率达90%。
压缩双电层机理
絮凝剂(如硫酸铝、聚合氯化铝)水解产生带正电的胶体粒子,压缩染料胶体粒子的双电层,降低粒子间排斥力,促使胶体聚沉。实验显示,聚合氯化铝在pH=6-8时,可使染料胶体粒子间距缩小60%,聚沉速度提高3倍。
吸附架桥机理
高分子絮凝剂(如聚丙烯酰胺)通过长链结构吸附多个染料分子,形成“桥联”作用,使微小颗粒聚集成大絮体。例如,聚丙烯酰胺处理含靛蓝染料废水时,絮体尺寸从0.1mm增至5mm,沉降速度提升10倍。
沉淀网捕机理
金属盐类絮凝剂(如硫酸亚铁)水解生成氢氧化物沉淀,在沉降过程中吸附染料分子及其他颗粒,实现协同去除。某电镀厂废水处理中,硫酸亚铁与氢氧化钠联用,使重金属离子与染料同步去除率达95%。
二、使用条件:关键参数优化
脱色效果受pH值、水温、搅拌强度、污染物浓度等因素影响,需通过实验确定ZUI佳操作条件。

pH值控制
铝盐絮凝剂(如硫酸铝):ZUI佳pH=5-9,酸性条件下铝离子水解充分,形成[Al(OH)₂]⁺等有效成分;碱性过强(pH>10)时,铝离子生成Al(OH)₄⁻,絮凝效率下降30%。
铁盐絮凝剂(如聚合硫酸铁):ZUI佳pH=7-8.5,铁离子水解生成[Fe₂(OH)₃]³⁺等GAO效絮体;pH<6时,亚铁离子需氧化为三价铁才能发挥作用。
有机高分子絮凝剂(如聚丙烯酰胺):pH=7-14,酸性条件下酰胺基团水解,降低架桥能力;碱性过强(pH>12)时,分子链断裂,絮凝效果减弱。
水温调节
低温影响:水温<10℃时,分子运动减缓,絮凝剂与污染物反应速率降低50%,絮体形成时间延长至30分钟以上。某北方污水处理厂冬季通过提高絮凝剂投加量20%,并延长搅拌时间至15分钟,才维持处理效率。
高温影响:水温>40℃时,絮凝剂水解过快,絮体细小且易破碎。某印染厂夏季采用冷却装置将水温控制在25-30℃,使絮体沉降速度提升40%。
搅拌强度与时间
快速搅拌(200-300r/min,1-2分钟):使絮凝剂迅速分散,与污染物充分接触。若搅拌不足,絮凝剂局部浓度过高,导致“胶体保护”现象;搅拌过强(>400r/min),已形成絮体被破碎,沉降性能下降。
慢速搅拌(40-60r/min,5-10分钟):促进絮体长大。实验显示,慢速搅拌时间从5分钟延长至10分钟,絮体尺寸增加2倍,沉降速度提升50%。
污染物浓度与投加量
低浓度废水(色度<200倍):投加量0.05-0.1kg/t废水,过量投加可能导致絮体重新稳定。
高浓度废水(色度>500倍):需复合使用无机与有机絮凝剂。例如,某染料厂采用“聚合硫酸铁(0.2kg/t)+聚丙烯酰胺(0.03kg/t)”组合,色度去除率从70%提升至95%,成本降低25%。
三、应用案例与优化方向
印染废水处理
某印染厂采用“聚合氯化铝(0.15kg/t)+阳离子聚丙烯酰胺(0.02kg/t)”工艺,处理后色度从800倍降至50倍,COD去除率65%。通过小试确定pH=7.5、搅拌时间8分钟为ZUI佳条件,年节省药剂成本12万元。
电镀废水处理
某电镀厂针对含铬废水,采用“硫酸亚铁(0.3kg/t)+氢氧化钠(0.1kg/t)”沉淀法,铬离子去除率达99%。但絮体细小导致沉降困难,后联用聚丙烯酰胺(0.01kg/t),沉降时间从2小时缩短至30分钟。
低温废水处理
北方某污水处理厂冬季水温降至5℃,单独使用聚合氯化铝效果差。改用“聚合氯化铝(0.2kg/t)+活化硅酸(0.05kg/t)”复合絮凝剂,并通过延长搅拌时间至20分钟,使出水浊度从50NTU降至10NTU。
四、未来趋势:绿色与GAO效
随着环BAO要求提高,天然高分子絮凝剂(如壳聚糖、淀粉衍生物)因生物相容性好、无二次 污染,成为研究热点。某实验室开发的壳聚糖基絮凝剂,在pH=6-8时对活性染料废水脱色率达98%,且可生物降解,成本较传统产品低15%。未来,复合型、功能化絮凝剂(如磁性絮凝剂、光催化絮凝剂)将进一步推动污水脱色技术升级。


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