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低溫低濁水處理技術(shù)影響因素分析

2014-07-21 01:20:26馮新才
科技創(chuàng)新與應用 2014年23期

馮新才

摘 要:水處理是降低排水污染的重要措施,可以消除水中的有害物質(zhì),減少對環(huán)境造成的污染。低溫低濁水處理技術(shù)是水處理工程中具有較高難度的一項技術(shù),一直以來都備受關(guān)注。文章對影響低溫低濁水處理技術(shù)的各種因素進行了分析,對于低溫低濁水處理技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞:低溫低濁;絮凝動力學;給排水處理

在水處理工程中,低溫低濁水的處理是難以攻克的一個關(guān)口,因為在凈化的過程中,會存在很多特殊的水質(zhì),這些水質(zhì)不符合水處理設(shè)備的進水標準,所以會影響到處理的效果。這種水質(zhì)為水處理帶來了很大的難度,一般存在于我國北方的寒冷地區(qū)。為了減少對環(huán)境的污染,需要不斷的提高水處理技術(shù),完善處理工藝,為我國的水處理技術(shù)創(chuàng)造有利的發(fā)展空間。

1 影響低溫低濁水混凝效果的因素

1.1 溫度因素

1.1.1 水的溫度直接影響到混凝劑的水解反應,在較低的水溫狀況下,迫使水解反應放緩。在比較常見的混凝劑中,鋁鹽受到水溫的影響較大。

1.1.2 在低溫的狀況下,水的粘度增大,由此流動性較差,水中細小的顆粒不易聯(lián)接,絮凝的速度和顆粒沉降的速度變慢。因為絮凝體中的含水率較高,所以密度減少,這種疏松的狀態(tài)使絮凝體的沉降性能降低。

1.1.3 在微粒發(fā)生布朗運動時,有助于微粒間的碰撞,從而產(chǎn)生凝聚效果。但是在較低的水溫狀況下,布朗運動的效率降低,微粒間的碰撞速度也有所降低,不利于凝聚。

1.2 水中微粒濃度因素

混凝效果的基礎(chǔ)原理是水中的微粒在運動的狀態(tài)下發(fā)生碰撞,創(chuàng)造了凝聚的條件,所以說與微粒的濃度有直接的關(guān)系。如果水中微粒的濃度較高,那么發(fā)生碰撞的幾率就會上升,由此增加了微粒的凝聚成長。反之微粒的濃度較低,微粒之間發(fā)生碰撞的幾率較低,不利于微粒的凝聚成長,勢必會對混凝處理的效率造成影響。

2 低溫對絮凝速度的影響

2.1 能夠快速產(chǎn)生絮凝的條件是在較短的時間內(nèi)發(fā)生較高的絮凝速度,絮凝速度的快慢與顆粒間的碰撞次數(shù)以及有效率有直接的關(guān)系,所以說如果在單位時間內(nèi),顆粒間的有效碰撞次數(shù)越高,那么就會越快產(chǎn)生絮凝。速度是決定顆粒間碰撞的直接因素,在水溫較低的情況下,水分子的熱運動能量降低,由布朗運動所產(chǎn)生的速度自然下降,凝聚產(chǎn)生的化學反應降低。此外,低溫水中的濁度較低,顆粒的密度減小,不利于發(fā)生碰撞,加之低溫水的流動性較差,碰撞的幾率更低,凝聚效果較差。

2.2 從顆粒帶電及脫穩(wěn)情況來看,水中運動著的膠粒都有電動電位N,并帶有負電荷。在兩個帶電微粒間存在著兩種作用力:一種是物質(zhì)固有的引力——范德華力;另一種是靜電斥力。兩膠粒間的合力將隨其間距的大小而變化,在一定溫度下,膠粒具有一定的動能,若該動能足以克服在接近過程中所出現(xiàn)的最大斥力,則在急劇增大的范德華力的吸引下,這些膠粒就可以聚合成為一些稍大的顆粒,否則兩膠粒將再次分開,依然以原始狀態(tài)存在于水中,膠粒無法沉淀。

2.3 絮凝劑水解速度降低,水解產(chǎn)物形態(tài)不佳。隨著水溫每降100C,水解速率常數(shù)均降2~4,導致反應速率變慢,OH-離子濃度降低,水的離子積減小,以致水解進行不完全,藥劑利用不充分,水溫低時,聚合反應速率降低,混凝劑水解產(chǎn)物主要是高電荷,低粘度的聚合物,不利于在膠體間形成吸附架橋,從而降低絮凝效果。

2.4 低溫水,介質(zhì)粘度提高,增加水流剪力,不利于微粒相互碰撞,凝聚和絮體的成長。

2.5 水溫低時,混凝顆粒水化作用加強,絮狀物粘附力和強度降低,而其化膜內(nèi)的水,由于粘度和重度增大,影響顆粒間的結(jié)合強度,使得絮體松散易破碎,密度小,顆粒強度低。

2.6 pH值與溫度有關(guān),水溫低時水的pH值升高,相應的混凝最佳pH值也會升高。

2.7 粘度增大使得絮體顆粒沉降速度降低,沉淀效率降低。

3 低濁度對水質(zhì)凈化過程的影響

3.1 水濁度低時,水中的微生物主要以細的膠體分散體系溶于水中,而且膠體顆粒比較均勻,膠體微粒具有很強的動力穩(wěn)定性和凝聚穩(wěn)定性,并且?guī)ж撾姷哪z體微粒很少,所以達到電中和所需要的混凝劑也少,形成的混凝絮體細、小、輕,難以沉淀,易于穿透濾層。

3.2 由于濁度低,膠體顆粒數(shù)目較少,顆粒間相互碰撞而聚集的機會少,絮體難以形成,而要通過增大攪拌強度來提高顆粒碰撞幾率,同時又能提高水流剪切強度,使本來形成低強度的絮體剪碎。

3.3 低濁度水由于固相濃度較小,分散相的面積S較小,就易形成易溶解的產(chǎn)物,由于缺乏大量的高聚物形成的有效空間網(wǎng)格交鏈的鍵,很容易被破壞。

4 低濁度對水質(zhì)凈化過程的影響

4.1 水濁度低時,水中的微生物主要以細的膠體分散體系溶于水中,而且膠體顆粒比較均勻,膠體微粒具有很強的動力穩(wěn)定性和凝聚穩(wěn)定性,并且?guī)ж撾姷哪z體微粒很少,所以達到電中和所需要的混凝劑也少,形成的混凝絮體細、小、輕,難以沉淀,易于穿透濾層。

4.2 由于濁度低,膠體顆粒數(shù)目較少,顆粒間相互碰撞而聚集的機會少,絮體難以形成,而要通過增大攪拌強度來提高顆粒碰撞幾率,同時又能提高水流剪切強度,使本來形成低強度的絮體剪碎。

4.3 低濁度水由于固相濃度較小,分散相的面積S較小,就易形成易溶解的產(chǎn)物,由于缺乏大量的高聚物形成的有效空間網(wǎng)格交鏈的鍵,很容易被破壞。

5 低溫低濁水處理技術(shù)前景展望

在低溫低濁水處理技術(shù)中,特殊的水質(zhì)是處理技術(shù)的難點所在,水溫、濁度以及水中有機物和膠態(tài)物質(zhì)的含量都對混凝效果有很大的影響。根據(jù)上文的敘述,要逐漸的改善處理工藝,可以在改變水溫以及提高濁度方面來改善,通過添加劑的摻入,提高絮凝效果,增加顆粒間的碰撞有效率。在實際執(zhí)行的過程中,還應該根據(jù)企業(yè)的不同需求有針對性的制定方案,有效的提高低溫低濁水處理技術(shù),改善水質(zhì)狀況。

6 結(jié)束語

近些年來,我國的環(huán)境受到了嚴重的污染,由于排水的水質(zhì)無法達到質(zhì)量標準,對地下水以及江河流域的水質(zhì)造成了極大的污染,不僅對人體健康造成危害,同時對水循環(huán)系統(tǒng)造成極大的影響。關(guān)于低溫低濁水處理技術(shù)目前還不夠成熟,需要研制更加先進的處理工藝,采用新設(shè)備新技術(shù),不斷的提高技術(shù)水平,降低水污染。應該學習國外的先進理念,引進先進的設(shè)備和人才,加強質(zhì)量管理,優(yōu)化水處理系統(tǒng),為我國恢復生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造有利的條件。

參考文獻

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[3]王靜.低溫低濁水處理技術(shù)研究應用現(xiàn)狀[J].低溫建筑技術(shù),2003(4):49-50.

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