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絮凝沉淀设备概述

发布日期:

2018-09-03 11:25:16

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水处理设备资讯

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如何进行水处理?

衡美水处理为您介绍一种尖端、先进、行之有效的水处理设备——絮凝沉淀设备。

第一章絮凝沉淀解析

絮凝沉淀技术是混凝处理中的混合、反应、沉淀部分。

该技术是在发现并总结传统水处理技术及设备存在问题和缺陷的基础上,研究开发的新型水处理技术。与该技术相配套的设备有:列管式混合器、翼片隔板絮凝设备和逆向流接触絮凝沉淀设备。

一、混合是絮凝中最主要的环节之一。

混凝剂的水解产物迅速混合到水体的每一个细部,并使水中胶体颗粒瞬时脱稳、同时产生凝聚是取得好的絮凝效果的先决条件,也是节省投药量的关键。混合问题的实质是混合剂水解产物在水中的扩散问题。

列管式混合器,混合快速,水头损失小、混合效果好,安装、维护简单,节省投药量20%~30%,运行费用低。是利用水流通过列管产生高频涡流,使数种物料(悬浮物、胶体、絮凝剂)得到充分混合。

二、反应是给水处理的最重要的工艺环节,絮凝过程是微小颗粒接触碰撞的过程。

絮凝效果的好坏取决于下面的两个因素:一是混凝剂水解后产生的高分子络合物形成吸附架桥的连接能力,这是由混凝剂的性质决定的;二是微小颗粒接触碰撞的机率和控制它们进行合理的有效碰撞,这是由设备的动力学条件决定的。

要使水体中颗粒相互碰撞,就必须使其与水流产生相对运动,这样水流就会对颗粒运动产生水力阻力。由于不同尺度颗粒所受水的阻力不同,所以不同尺度的颗粒之间就产生了速度差。这一速度差为相邻不同尺度颗粒的碰撞提供了条件。

如何让水中颗粒与水流产生相对运动呢?最好办法是改变水流的速度。

改变速度方法有两种:一是改变水流时平均速度大小,二是改变水流方向。
    如此,如果能在絮凝池中大幅度的增加湍流涡旋的比例,就可以大幅度的增加颗粒碰撞次数,有效的改善絮凝效果。这可以在絮凝池的流动通道上增设反应设备的办法来实现。

三、沉淀设备是水处理工艺中泥水分离的最重要环节,设备运行状况直接影响了出水水质。

接触絮凝斜板沉淀设备是在斜板沉淀池设备中,设置整流段,使整个斜板阻力均衡、防止偏流、布水均匀,在斜板区和整流段内形成具有过滤吸附功能,且具有自动更新功能的密实絮体粒子动态悬浮层,利用接触絮凝网捕作用和斜板浅池沉淀原理去除水中固体颗粒,本设备材质采用乙丙共聚,具有美观,表明光滑利于排泥,上升流速大,表面负荷高,沉淀效果好等特点。提高了斜板沉淀池沉淀效率,使上升流速大大提高,沉淀后水可保证达到5mg/l以下。         

四、絮凝沉淀是颗粒物在水中沉淀的过程。

在水中投加混凝剂后,其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚,其尺寸和质量不断变大,沉速不断增加。地面水中投加混凝剂后形成的矾花,生活污水中的有机悬浮物,活性污泥在沉淀过程中都会出现絮凝沉淀的现象。

对常用絮凝沉淀及使用设备解析如下:

1、絮凝沉淀法

絮凝沉淀法是科学用语,指在混悬的中药提取液或提取浓缩液中加入絮凝沉淀剂以吸附架桥和电中和方式与蛋白质果胶等发生分子间作用,使之沉降,除去溶液中的粗粒子,以达到精制和提高成品质量目的的一项新技术。

絮凝沉淀法即选用无机絮凝剂和有机阴离子配制成水溶液加入废水中,便会产生压缩双电层,使废水中的悬浮微粒失去稳定性,胶粒物相互凝聚使微粒增大,形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀,从而去除废水中的大量悬浮物,从而达到水处理的效果。为提高分离效果,可适时、适量加入助凝剂。

2、絮凝设备原理

絮凝设备主要原理是利用边界层脱离理论和颗粒碰撞的惯性效应,在絮凝池中沿水流方向设置隔板,垂直水流方向设置翼片,水流流经翼片和隔板时将产生高频谱涡旋,增加颗粒碰撞次数,提高有效碰撞率。

絮凝设备为药剂与水中的颗粒充分接触提供良好的微水动力学条件,在絮凝池末端可产生密实的易沉淀的矾花颗粒。

设计中按照不同的原水水质和用水规模,按照絮凝要求进行水力分级和流态控制,控制水中微涡旋(耗能涡旋)在水中的产生、分布密度及发生的频率,可得到理想的絮凝效果。由于强化了絮凝过程,在水质难处理期,仍可达到理想的絮凝效果,对微污染水质,只要污染不是很严重,同样能够达到理想的处理效果。

絮凝设备具有良好的耐腐蚀性,强度高、外形美观、安装方便、絮凝效果好、低能耗、絮凝时间短等特点。

3、结构特点

絮凝设备导流机构截面为星形,设置1~3片翼片,焊接在隔板上,整体为箱式结构,采用焊接方式组装,比普通的絮凝设备强度高。组合后成组放入絮凝池中,无螺丝等紧固件,美观大方,我方在絮凝池中合理设置隔板以改变紊流流动的边界条件,增加紊流流动的边壁从而增加了流动的湍动度,利于在水中形成高比例、高强度、高密度的小涡旋,为絮凝提供合适的水力条件,在隔板上合理设置翼片就强化絮凝池中的湍动,水流流经翼片后,形成扰流并在翼片后形成漩涡区,并采用三级水力分级,合理控制紊流涡旋尺度和数量,尽可能增加絮凝池中粒子的接触碰撞次数和有效碰撞次数,以保证良好的絮凝效果。

絮凝池内设置本产品,合理控制湍流流态,为接触絮凝提供水力条件保障,进一步控制湍流絮凝状态,形成均匀、密实的矾花颗粒。絮凝效果进一步提高、耗能低,絮凝时间只需8分钟,最低可达5分钟,产品整体形式按照反应池尺寸要求设计加工。 

本产品原材料采用不锈钢或改性PVC等材质,具有良好的耐腐蚀性,强度高、外形美观、安装固定、方便,设备使用年限长等优点。

第二章  絮凝沉淀一体化净水设备

“絮凝沉淀一体化净水设备”的工艺采用湍流凝聚水处理工艺技术。本技术是传统混合絮凝沉淀技术的发展与创新,根据湍流絮凝沉淀机理,形成了湍流凝聚水处理工艺技术,本项技术已成功应用于多项水处理工程中,并获得了很好的处理效果。在湍流凝聚水处理工艺技术的基础上,我们设计了如下工艺设备:新湍流混合器、新型絮凝装置和新变流道斜板沉淀装置。
   一、新湍流混合器:新湍流混合器在设计中引入了流体微水动力学原理来控制混合微观过程和宏观过程,在相同条件下,大大提高了同心湍流混合器的混合效果。研究结果表明:同心湍流混合器比一般混合器能够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过列管时,在边界层的作用下,产生系列涡旋,并在其后的空间衰减,产生高频涡流,从而使混凝剂复杂的水解产物与原水中的胶体颗粒得到充分混合。同心湍流混合器采用不锈钢材质,具有良好的耐腐蚀性,强度高,外型美观,安装方便、混合快速高效、低能耗等特点。
   二、新型絮凝装置:新型湍流絮凝装置主要原理是利用边界层脱离理论和颗粒碰撞的惯性效应,当水流经设备后,形成相对均匀且强度不同的涡旋,利用水本身与絮体密度的差异,所受重力及向心力各有不同,通过合理布置反应设备,增强絮体颗粒形成均匀有效的碰撞,是絮体快速长大到合理尺寸,即有益沉淀又不易破碎,降低细小矾花生成量,以保障沉淀效果。设备具有强度高、耐腐蚀、外形美观、安装方便、絮凝效果好、低能耗、絮凝时间短等特点。
   三、新变流道斜板沉淀装置:新变流道斜板沉淀装置主要原理是综合利用沉淀机理和接触絮凝机理完成沉淀区中颗粒的分离过程。本设备充分利用了沉淀机理,该设备下部为三角加强结构,更有效的加强了斜板的结构强度,同时设备流道下部截面小于上部截面,当水流在进入设备后,在设备底部形成过滤泥渣层,能够截留细小矾花,底部不断密实的矾花颗粒下滑沉落使得泥渣层不断更新,既不污堵,又形成有效过滤,该设备在充分利用浅池理论原理的基础上,又加入了澄清池过滤网捕的能力,使得沉淀效果更好。本沉淀装置材质采用乙丙共聚,具有外形美观、表面光滑利于排泥、上升流速大、表面负荷高、沉淀效果好、安装方便等特点。


第三章 絮凝沉淀剂

一、硫酸亚铁

硫酸亚铁最广泛的用途就是作为絮凝剂,它作为絮凝剂具有如下优点:沉降速度快、污泥颗粒大、污泥体积小且密实、除色效果好(非常适合作为印染、水洗等纺织废水的处理)、无毒而且有益生物生长(非常适合用在后续有生化处理工艺的污水处理系统)、不用改变原来的工艺、价格低廉,作为絮凝剂,硫酸亚铁可以代替聚合铝、碱式氯化铝、聚合铁、硫酸铝、三氯化铁等。

原理:在酸性条件下,投加还原剂硫酸亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、二氧化硫等,将六价铬还原成三价铬,然后投加氢氧化钠、氢氧化钙、石灰等调pH值,使其生成三价铬氢氧化物沉淀从废水中分离。

处理工艺流程:含Cr6+废水→调节池→还原反应→混凝反应池→沉淀池→过滤器→pH回调池→排放。

二、聚合氯化铝

聚合氯化铝:简称PAC,是一种多羟基、多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝 固体产品外观为淡黄色或红黄色粉状,其分子为[A12(OH)nC16-n]m≤5m≤10。由于带有数量不等的羟基,当聚合氯化铝加入混浊源水后,在源水的PH条件下继续水解。在水解过程中,伴随着有发生凝聚、吸附、沉淀等一系列物理化学过程,从而达到净化目的。 聚合氯化铝的显著特点是净水效果明显、絮凝沉淀速度快、适应PH范围宽,对管道设备腐浊性低,能有效地去除水中色质SSCOD、BOD及砷、铅、汞等重金属离子。制水成本低、操作简单、节省人力、物力。该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。 

聚合氯化铝特点:

1、絮凝体成型快,活性好,过滤性好。

2、不需加碱性助剂,如遇潮解,其效果不变。

3、适应PH值宽,适应性强,用途广泛。

4、处理过的水中盐份少。

5、能除去重金属及放射性物质对水的污染。

6、有效成份高,便于储存,运输。

三、碱式氯化铝

碱式氯化铝60年代后期,正式投入工业化生产和应用的一种新型无机高分子混凝剂。此产品利用工业铝灰和活性铝矾土为原料经过精制加工聚合而成,活性较高,对于工业污水,造纸水、印染水具有较好的净化效果。 具有投加量少、净化效率高、成本低等一系列优点。  

碱式氯化铝分为标准碱式氯化铝(有两种原料生产),复合型碱式氯化铝(有四种原料生产,主要用于酸性水、发酵水、脱色效果好。

四、聚合硫酸铁

聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体,极易溶于水,水溶液为红棕色透明溶液,吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。

聚合硫酸铁与其他无机絮凝剂相比具有以下特点:

1、新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂;

2、混凝性能优良,矾花密实,沉降速度快;

3、净水效果优良,水质好,不含铝、氯及重金属离子等有害物质,亦无铁离子的水相转移,无毒,无害,安全可靠;

4、除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中CODBOD及重金属离子等功效显著;

5、适应水体PH值范围宽为4-11,最佳PH值范围为6-9,净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小,对处理设备腐蚀性小;

6、对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著,对高浊度原水净化效果尤佳;

7、投药量少,成本低廉,处理费用可节省20%-50%。

五、三氯化铁

三氯化铁化学式FeCl3。黑棕色结晶,也有薄片状,熔点282℃、沸点315℃,易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解FeCl3从水溶液析出时带六个结晶水FeCl3·6H2O,六水合三氯化铁是橘黄色的晶体。三氯化铁是一种很重要的铁盐。

三氯化铁的特性: 

1、水解速度快,水合作用弱。形成的矾花密实,沉降速度快。受水温变化影响小,可以满足在流动过程中产生剪切力的要求。

2、固态产品为棕褐色,红褐色粉末,极易溶于水。

3、可有效去除源水中的铝离子以及铝盐混凝后水中残余的游离态铝离子。

4、适用范围广,生活饮用水,工业用水,生活用水,生活污水和工业污水处理等。

5、用药量少,处理效果好,比其它混凝剂节约10-20%费用。

6、使用方法和包装用途以及注意事项同聚合氯化铝基本一样。

三氯化铁是城市污水及工业废水处理的高效廉价絮凝剂,具有显著的沉淀重金属及硫化物、脱色、脱臭、除油、杀菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。

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