影響混凝劑混凝去除水中有機物的因素

　　影響混凝效果的因素有很多，主要包括水力條件、溫度、pH值、混凝劑種類(lèi)和投加量、原水水質(zhì)等

　　(1)水力條件

　　水力條件主要包括水力強度和作用時(shí)間，其影響混凝劑在水中的擴散和水解，是混凝過(guò)程中的關(guān)鍵運行參數之一�；炷�過(guò)程可分為兩個(gè)階段，混凝劑加入水中后首先進(jìn)行快速混合，就是在快速而劇烈的水力或機械攪拌作用下使投入的混凝劑迅速均勻地分散到原水中，然后發(fā)生絮凝反應，此時(shí)攪拌強度和水流速度逐漸降低，同時(shí)還需要一定的絮凝時(shí)間。

　　(2)溫度

　　水溫會(huì )影響混凝劑的水解，因而對混凝過(guò)程產(chǎn)生影響。據有關(guān)研究，混凝的最適宜水溫為20-30℃之間，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì )影響混凝效果發(fā)揮。水溫過(guò)低時(shí)形成的絮體顆粒較細小，混凝效果差;水溫過(guò)高時(shí)形成的絮體較松散、不易沉降，且產(chǎn)生的污泥體積大，含水量高，不易處理。

　　pH直接影響膠體顆粒的表面電荷、電位和混凝劑的水解反應[[50]0混凝劑的投加量與膠體表面電荷、電位有很大關(guān)系，不同的pH下膠體表面電荷不同，而且混凝劑的水解反應也不同。低pH下，混凝劑水解受阻礙，因而主要是正電荷密度較高的水解產(chǎn)物，這些產(chǎn)物能夠天然有機物發(fā)生絡(luò )合和鰲合作用，所以說(shuō)低pH有利于NOM的去除，但如果pH過(guò)低，甘與水解產(chǎn)物之間產(chǎn)生競爭作用，另外過(guò)低的pH影響有機物的竣基等官能團的電離，導致去除效果降低。pH值升高時(shí)，混凝劑水解的程度較低pH時(shí)大，產(chǎn)物所帶的正電荷減少，水中正電荷的密度降低，另外pH升高會(huì )導致有機物分子的負電性增強，因而，此時(shí)混凝以吸附架橋和卷掃網(wǎng)捕為主，并且此時(shí)OH-和有機物陰離子存在競爭吸附，去除效果受到影響。

　　(4)混凝劑種類(lèi)和投加量

　　混凝過(guò)程中有很多復雜的化學(xué)和物理反應，不同種類(lèi)的混凝劑在混凝過(guò)程中與有機物之間發(fā)生的反應不同，因而去除效果存在差異：

　　金屬鹽混凝劑

　　不同的無(wú)機鹽適用于不同條件的水質(zhì)。鋁鹽和鐵鹽對有機物混凝的效果差異不是很明顯。當pH為5.06.0時(shí)，鋁鹽中的溶解態(tài)的水解基團比鐵鹽多，但是同時(shí)，有機基團對于鐵鹽的親和力更大。六七十年代引入的聚合氯化鐵和聚合氯化鋁與傳統的無(wú)機鹽類(lèi)比較，聚合氯化鋁有時(shí)要比硫酸鋁效果好，聚合氯化鋁的去除有機物質(zhì)的應用范圍較寬但有研究表明聚合氯化鐵和氯化鐵之間性能比較幾乎無(wú)差異。目前無(wú)機混凝劑的研究逐步從聚合氯化鋁向聚合鋁鐵和聚硅鋁方向發(fā)展。選擇混凝劑要考慮水中的總有機碳(TOC)，水溫和濁度。有時(shí)可能較高的總有機碳的源水采用鐵鹽混凝劑會(huì )好一些。不同的文獻可能會(huì )對同一水系的水樣得出不同的結論，主要是因為混凝緊密依賴(lài)各種條件影響:pH值的控制，水體中無(wú)機離子的濃度，金屬鹽混凝劑陰離子的類(lèi)型，混凝劑投加前儲備液的濃度。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　有機高分子絮凝劑

　　有機高分子絮凝劑主要是聚丙烯酞胺類(lèi)，藥劑分子量高達15002000萬(wàn)。有機聚合高分子主要起到電性中和和吸附架橋的作用，而沒(méi)有金屬鹽混凝劑的水解產(chǎn)物吸附共沉作用。帶有相反電荷的聚電解質(zhì)也可以形成不溶解的產(chǎn)物或沉淀物質(zhì)(如陽(yáng)離子高分子等)，這時(shí)投加量過(guò)大往往也會(huì )造成再穩的現象。聚合物質(zhì)等這種沉淀，也可以通過(guò)過(guò)濾去除。陽(yáng)離子高分子聚合物質(zhì)和無(wú)機鹽混凝劑在去除濁度方面有類(lèi)似的效果，但在去除天然有機物質(zhì)以及人工合成化學(xué)品方面陽(yáng)離子高分子聚合物質(zhì)效果較差，特別是對于含有酸性官能團的小分子物質(zhì)。原因是有機高分子的絮凝劑不能形成氫氧化物吸附有機物質(zhì)再共沉淀去除。

　　影響混凝效果的一個(gè)非常關(guān)鍵的因素就是混凝劑投加量，過(guò)少和過(guò)多都不能達到很好的去除效果。投加量較低時(shí)，混凝劑主要水解產(chǎn)生低聚態(tài)的產(chǎn)物，這種水解產(chǎn)物可以壓縮膠體顆粒的雙電層，此時(shí)增加混凝劑的投加量可以使膠體顆粒表面電位進(jìn)一步降低，從而提高混凝效果。如果繼續增加混凝劑投加量，混凝劑水解產(chǎn)物以高聚態(tài)的多核羥基絡(luò )合物為主，此時(shí)混凝主要是吸附電中和以及吸附架橋為主，但是當混凝劑投加量過(guò)大時(shí)，膠體表面的電性發(fā)生反轉，與混凝劑水解產(chǎn)物產(chǎn)生排斥，發(fā)生再穩現象，影響混凝效果。

　　(5)水質(zhì)

　　不同的原水中所含的污染物種類(lèi)和含量不同，這也是影響混凝效果的因素之一。原水中有機物的分子量分布、溶解度、電荷特性以及含量直接影響選用混凝劑的種類(lèi)和投加量。

　　混凝可以選擇性地去除具有較高分子量的，曾水性較強的分子(如腐殖酸類(lèi)物質(zhì)等)�；炷齽┑耐都恿枯^少時(shí)憎水性的有機物質(zhì)優(yōu)先去除，投加量增加，由于易于混凝的部分被去除，親水性的有機物質(zhì)也有部分逐步減少，這就說(shuō)明混凝劑優(yōu)先同憎水有機物分子發(fā)生反應。對于含有酸性官能團的親水分子來(lái)說(shuō)，由于酸性基團易于和鋁鹽及鐵鹽形成絡(luò )合物質(zhì)，并且易于在氫氧化物沉淀表面吸附，通常去除率也較高，但富里酸除外，原因是富里酸在pH值1.0也能溶解，這時(shí)富里酸處于真溶狀態(tài)。因此富里酸不能簡(jiǎn)單地通過(guò)電荷中和機理來(lái)去除。天然有機物質(zhì)可以影響濁度去除的最佳混凝劑投加量和混凝pH值，但是濁度懸浮固體對有機物質(zhì)去除的最佳條件影響較小。研究發(fā)現含濁度的低濃度腐殖酸溶液(一般為3-4mg/L)，其濁度有助于混凝。這是因為濁度顆粒作為凝結核心，增大了碰撞頻率，進(jìn)一步改善了混凝的動(dòng)力學(xué)條件，而且腐殖酸大分子屬于聚電解質(zhì)，可以起到膠粒之間架橋作用。濁度物質(zhì)顆粒對低濃度有機物質(zhì)去除的影響主要表現在:(1)同等有機物質(zhì)去除率時(shí)降低混凝劑的投加量。(2)加寬混凝pH值范圍和混凝劑的投加量的應用區域。

　　但是腐殖酸濃度較高時(shí)進(jìn)行混凝則不同，當有濁度時(shí)的混凝劑投加量比僅去除有機質(zhì)色度要大，隨著(zhù)腐殖酸濃度增大，最佳去除區域會(huì )向較低pH值方向移動(dòng)，此時(shí)投量也隨之增加。

　　水中的離子強度可以影響有機分子的形狀，大小，水解程度，擴散速度。二價(jià)陽(yáng)離子Cat十對于混凝的作用為:(1)有時(shí)可以減少去除有機物質(zhì)的最佳投加量原因是二價(jià)陽(yáng)離子(Ca2十)可以和有機官能團絡(luò )合，進(jìn)而減少混凝劑水解產(chǎn)物的需要量。(2)影響藻類(lèi)的混凝過(guò)程。(3)影響腐植物質(zhì)的形狀，大小，擴散速率和水合的程度。(4)增加混凝的pH值范圍。研究表明，5042一有利于濁度的去除，但不利于有機物質(zhì)的去除。

　　堿度影響水廠(chǎng)水處理的經(jīng)濟成本，影響或者有利于達到最佳的混凝狀態(tài)�？梢圆捎盟釅A調節pH值和混凝劑，以消耗堿度。多數水廠(chǎng)采用投加生石灰以增加堿度。