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酸堿類助凝劑
 

酸堿類助凝劑是水處理中常用的一類化學藥劑,其核心功能是通過調節水的pH值和堿度,優化混凝條件,從而提升混凝效果。以下從定義、作用機制、常見類型及應用場景四方面展開說明:

一、定義與核心作用

酸堿類助凝劑本身不具備混凝能力,但通過調整水質參數,為混凝劑(如鋁鹽、鐵鹽)創造最佳反應環境。其核心作用包括:

  1. 調節pH值:確保混凝劑在適宜酸堿條件下水解生成有效成分(如氫氧化鋁膠體)。
  2. 補充堿度:天然水體中堿度不足時,投加堿性物質可維持混凝反應所需的化學平衡。
  3. 優化電荷中和:調整pH可改變膠體表面電荷,增強混凝劑與懸浮物的電中和作用。

二、作用機制

  1. 促進混凝劑水解
    以聚合氯化鋁(PAC)為例,在pH 6-8范圍內,PAC水解生成Al(OH)?膠體,通過吸附架橋作用凝聚懸浮物。若原水pH過低(如酸性工業廢水),需投加石灰(CaO)或氫氧化鈉(NaOH)提高pH,促進水解。

  2. 防止設備腐蝕
    堿性條件下(pH>8),金屬管道表面形成氧化膜,腐蝕速率降低。例如,自來水廠常用石灰調節pH至8-9,兼顧混凝效果與設備保護。

  3. 重金屬沉淀控制
    在酸性環境中(如電鍍廢水),氫氧化物沉淀更完全,但需平衡pH以避免過度酸化。例如,投加硫酸(H?SO?)調節pH至中性后,再投加混凝劑去除重金屬。

三、常見類型與特性

類型 代表物質 主要用途 特點
堿性物質 石灰(CaO) 提高pH,補充堿度 成本低,但溶解度低,需預溶解
氫氧化鈉(NaOH) 快速調節pH至中性或堿性 反應劇烈,需精確控制投加量
碳酸鈉(Na?CO?) 緩沖pH,維持堿度 適用于需要穩定堿度的場景
酸性物質 硫酸(H?SO?) 降低pH(較少見,用于特殊水質處理) 腐蝕性強,需防腐設備
鹽酸(HCl) 同上 易揮發,操作需通風

四、典型應用場景

  1. 飲用水處理
    • 案例:石灰常用于調節原水pH至8-9,促進鋁鹽混凝,形成大而密實的礬花,提高沉淀效率。
    • 優勢:石灰來源廣泛,成本低廉,且能補充水中鈣離子,改善水質口感。
  2. 工業廢水處理
    • 案例:電鍍廢水需投加硫酸調節pH至中性后,再投加聚合硫酸鐵(PFS)去除重金屬。
    • 優勢:避免堿性條件下重金屬氫氧化物沉淀不完全,確保達標排放。
  3. 污泥脫水
    • 案例:在污泥調理中,投加石灰可提高污泥pH至12以上,破壞細胞結構,釋放結合水,改善脫水性能。
    • 優勢:石灰還能殺菌除臭,減少污泥處置過程中的環境風險。

五、注意事項

  1. 投加量控制:過量投加堿性物質可能導致pH超標,引發管道結垢或影響后續生化處理。
  2. 混合均勻性:需通過攪拌或管道混合器確保藥劑與水充分接觸,避免局部過堿或過酸。
  3. 與其他藥劑協同:酸堿類助凝劑常與氧化劑(如氯氣)、絮體改良劑(如聚丙烯酰胺)聯用,形成綜合處理方案。

總結:酸堿類助凝劑通過精準調控水質化學條件,為混凝過程提供“催化劑”作用,是水處理工藝中不可或缺的輔助藥劑。其選型需結合原水水質、處理目標及經濟性綜合考量。







 

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