絮凝剂原理综合讲义.ppt

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1、内容内容前言前言应用案例应用案例应用案例应用案例絮凝剂的重要性絮凝剂的重要性絮凝剂在国内外的现状絮凝剂在国内外的现状絮凝剂的定义和分类絮凝剂的定义和分类絮凝机理絮凝机理絮凝影响因素絮凝影响因素絮凝机理胶体颗粒10 nm100010 nm11000nmFeFe3+3+HH+CaCa2+2+MgMg2+2+KK+NaNa+LiLi+，在工业常用的凝聚剂电解质有在工业常用的凝聚剂电解质有AlClAlCl3 3.2H2H2 2OCaClOCaCl2 2 NaNa2 2HPOHPO4 4.12H12H2 2O O等。等。影响絮凝效果的因素影响絮凝效果的因素聚合物浓度的影响聚合物浓度的影响 絮 凝 效 A

2、 B C 果 CFC OFC RSC 聚合物浓度 RSC：再稳定浓度 OFC：最适絮凝浓度 CFC：临界絮凝浓度 A:非絮凝区，B:絮凝区，C:稳定区影响絮凝效果的因素影响絮凝效果的因素聚合物分子量的影响聚合物分子量的影响 絮 凝 速 度 3 2 1 聚合物浓度 聚合物分子量：1:5,000;2:50,000;3:150,000 OFC基本与聚合物分子量无关。分子量增大，絮凝范基本与聚合物分子量无关。分子量增大，絮凝范围扩宽（即围扩宽（即 RSC增加，增加，CFC降低）。在降低）。在OFC下絮下絮凝上清液的浊度随聚合物分子量增加而降低。凝上清液的浊度随聚合物分子量增加而降低。影响絮凝效果的因素

3、影响絮凝效果的因素聚合物浓度的影响聚合物浓度的影响:用阳离子聚合物进行絮凝时的电用阳离子聚合物进行絮凝时的电泳迁移情况：浓度低于泳迁移情况：浓度低于CFC，带，带负电荷的颗粒悬浮物稳定；负电荷的颗粒悬浮物稳定；浓度低于或接近浓度低于或接近OFC，电荷发生逆转；超过电荷发生逆转；超过RSC，带正电荷带正电荷的颗粒稳定。的颗粒稳定。电电 泳泳 1 1 2 2 迁迁 移移 log(聚合物浓度)虚线：pH4.4；实线：pH5.8；1:MW20,000；2:MW1,000,000 横线：零迁移影响絮凝效果的因素使用阳离子聚合物絮凝阴离子颗粒的简单电使用阳离子聚合物絮凝阴离子颗粒的简单电荷中和絮凝作用，应

4、有：荷中和絮凝作用，应有：1.1.不同分子量聚合物的不同分子量聚合物的不同分子量聚合物的不同分子量聚合物的OFCOFC相同相同相同相同 2.2.在在在在OFCOFC时，絮凝颗粒的电泳迁移为零时，絮凝颗粒的电泳迁移为零时，絮凝颗粒的电泳迁移为零时，絮凝颗粒的电泳迁移为零但有如下现象与电荷中和理论不一致：但有如下现象与电荷中和理论不一致：1.1.絮凝范围随分子量增加而增加絮凝范围随分子量增加而增加絮凝范围随分子量增加而增加絮凝范围随分子量增加而增加 2.2.在在在在OFCOFC下电泳迁移不为零下电泳迁移不为零下电泳迁移不为零下电泳迁移不为零 3.3.在在在在OFCOFC下不同聚合物的絮凝速度明显不

5、同下不同聚合物的絮凝速度明显不同下不同聚合物的絮凝速度明显不同下不同聚合物的絮凝速度明显不同 4.4.絮凝速度明显大于简单的盐絮凝速度明显大于简单的盐絮凝速度明显大于简单的盐絮凝速度明显大于简单的盐显然显然桥联桥联起到重要重要起到重要重要影响絮凝效果的因素影响絮凝效果的因素离子强度的影响离子强度的影响 加入电解质加入电解质 1.降低颗粒表面双层电位，颗粒彼此易接近 2.降低聚合物电荷屏蔽作用，有利于高亲和 吸附 增加离子强度，增加离子强度，OFC略有减小（增加），略有减小（增加），絮凝速度加快，上清液澄清度增加。絮凝速度加快，上清液澄清度增加。影响絮凝的因素PH值是絮凝剂发挥作用的基本环境阳离

6、子型酸性、中性聚季铵盐阳离子酸性、中性、碱性阴离子型中性、碱性非离子强酸到碱性温度是给予絮体动能的源泉之一过高，反映太快，颗粒细小过低，絮凝剂水解时间长，链段运动缓慢，不利絮凝。适合水温2030度。影响絮凝效果的因素影响絮凝效果的因素pH的影响的影响 絮凝时的絮凝时的pH直接影响颗粒和聚合物的电荷密度，直接影响颗粒和聚合物的电荷密度，对絮凝效果产生明显影响。对絮凝效果产生明显影响。上 清 1 2 3 浊 中性颗粒中性颗粒 度 log聚合物浓度 1:pH4.4;2:pH5.3;3:pH5.8 阳离子聚合物，随阳离子聚合物，随pH增加，电荷减少，絮凝需聚合物增加，电荷减少，絮凝需聚合物浓度增加浓度

7、增加 影响絮凝效果的因素影响絮凝效果的因素pH的影响的影响 聚 合 RSC 浓 OFC(ZMC)带负电荷颗粒带负电荷颗粒 度 CFC (log)2.0 7.0 12.0 pH ZMC：颗粒与聚合物作用后，电泳零迁移的聚合物浓度 阳离子聚合物，阳离子聚合物，pH增加电荷减少，增加电荷减少，OFC和和RSC略有降略有降低，后增加；低，后增加；CFC增加增加，絮凝范围和效率增加。，絮凝范围和效率增加。在高在高pH下，桥联为主，低下，桥联为主，低pH，电荷中和为主。电荷中和为主。pH对絮凝物过滤速度的影响对絮凝物过滤速度的影响絮凝剂的量对过滤速度的影响絮凝剂的量对过滤速度的影响影响絮凝效果的因素颗粒浓

8、度的影响颗粒浓度的影响 1.1.在无电解质存在下，在无电解质存在下，在无电解质存在下，在无电解质存在下，相反电荷的聚合物与不同浓度相反电荷的聚合物与不同浓度颗粒絮凝的吸附等温无明显差异，说明桥联作用在这颗粒絮凝的吸附等温无明显差异，说明桥联作用在这里并不是主要的；里并不是主要的；2.2.在有电解质存在时，在有电解质存在时，在有电解质存在时，在有电解质存在时，聚合物浓度与颗粒浓度比值随聚合物浓度与颗粒浓度比值随颗粒浓度增加而降低。说明颗粒浓度增加，颗粒之间颗粒浓度增加而降低。说明颗粒浓度增加，颗粒之间的碰撞频率以颗粒浓度的平方增加，颗粒共享聚合物的碰撞频率以颗粒浓度的平方增加，颗粒共享聚合物的机

9、率增加，形成桥联的所需聚合物量明显减少。的机率增加，形成桥联的所需聚合物量明显减少。说明电荷相反的颗粒与聚合物的絮凝过程，电荷中和作说明电荷相反的颗粒与聚合物的絮凝过程，电荷中和作说明电荷相反的颗粒与聚合物的絮凝过程，电荷中和作说明电荷相反的颗粒与聚合物的絮凝过程，电荷中和作用很重要，中和后会发生桥联作用。用很重要，中和后会发生桥联作用。用很重要，中和后会发生桥联作用。用很重要，中和后会发生桥联作用。影响絮凝效果的因素影响絮凝效果的因素混合方法的影响混合方法的影响 上 清 1 2 浊 1 2 度 log聚合物浓度 实线：絮凝聚合物一次加入；虚线：絮凝聚合物分两次加入 1:聚合物浓度0.124;

10、2:聚合物浓度0.0435 絮凝剂分两次加入，絮凝效果更好，絮凝剂分两次加入，絮凝效果更好，OFC与混合方式与混合方式无关，但上清液浊度低，絮凝范围宽。无关，但上清液浊度低，絮凝范围宽。影响因素总结影响因素总结分子量、离子度、分子基团、分子结构液体体系PH值，电位、液体构成颗粒大小、电荷、分离设备和分离工艺聚合物的选择聚合物絮凝剂应具备的性质：聚合物絮凝剂应具备的性质：1.1.水溶性线性高分子聚合物，通常水溶性线性高分子聚合物，通常水溶性线性高分子聚合物，通常水溶性线性高分子聚合物，通常MWMW大于大于大于大于10106 6 2.2.在溶液中分子具有伸展和弹性结构在溶液中分子具有伸展和弹性结构

11、在溶液中分子具有伸展和弹性结构在溶液中分子具有伸展和弹性结构 3.3.与絮凝颗粒有相反电荷或在颗粒之间形成桥与絮凝颗粒有相反电荷或在颗粒之间形成桥与絮凝颗粒有相反电荷或在颗粒之间形成桥与絮凝颗粒有相反电荷或在颗粒之间形成桥联联联联 4.4.形成的絮凝物能经受中等剪切力而不破坏形成的絮凝物能经受中等剪切力而不破坏形成的絮凝物能经受中等剪切力而不破坏形成的絮凝物能经受中等剪切力而不破坏 5.5.对产物生物活性无变性和失活作用对产物生物活性无变性和失活作用对产物生物活性无变性和失活作用对产物生物活性无变性和失活作用 6.6.对絮凝与保留物具有选择性对絮凝与保留物具有选择性对絮凝与保留物具有选择性对絮

12、凝与保留物具有选择性聚合物的选择聚合物的选择絮凝聚合物与颗粒的吸附包括：絮凝聚合物与颗粒的吸附包括：物理吸附：静电吸引，偶极吸引，范德物理吸附：静电吸引，偶极吸引，范德 瓦尔力和疏水作用瓦尔力和疏水作用 化学吸附：化学键，配位键和氢键化学吸附：化学键，配位键和氢键 范德瓦尔力和偶极吸引一般难于控制且范德瓦尔力和偶极吸引一般难于控制且无选择性无选择性颗粒表面性质是选择絮凝聚合物的依据颗粒表面性质是选择絮凝聚合物的依据聚合物的选择聚合物的选择n絮凝聚合物的用量：絮凝聚合物的用量：OFCn絮凝聚合物的的稀释度：絮凝聚合物的的稀释度：稀释度低易造稀释度低易造成局部浓度高，混合效果差。成局部浓度高，混合

13、效果差。n聚合物分子量：聚合物分子量：聚合物分子量增大，分聚合物分子量增大，分子链越长，絮凝能力随之越大。子链越长，絮凝能力随之越大。生物发酵行业n n生活污水生活污水-污水生化处理污水生化处理n n生物发酵生物发酵-酿造、酒精、淀粉、柠檬酸等酿造、酒精、淀粉、柠檬酸等n n生物制药生物制药无机絮凝剂与无机高分子絮凝剂无机絮凝剂与无机高分子絮凝剂n n种类n n应用原理n n复配效果n n影响因素无机絮凝剂种类及应用无机絮凝剂种类及应用n n聚铝n n聚铁n n聚硅硫酸铁n n硫酸亚铁n n明矾高分子絮凝剂的类型高分子絮凝剂的类型n n分子量低分子量低n n分子量很高、电荷密度高分子量很高、电

14、荷密度高n n分子量高、电荷密度低分子量高、电荷密度低絮凝机理三种类型絮凝剂的絮凝情况絮凝机理三种类型絮凝剂的絮凝情况絮凝机理三种类型絮凝剂的絮凝情况絮凝机理三种类型絮凝剂的絮凝情况分子量小的被吸附在固体颗粒表面的多，桥连少，絮凝效果差。双电层分子量高，电荷密度高，与颗粒的接触点多，但在双电层外面的部分少，不能很好的桥连，絮凝效果差。分子量高，电荷密度低的絮凝剂，许多部分伸展到液相中，提高了电中和效率。这部分还可以吸附更多的胶体颗粒，促进絮凝沉淀。此种絮凝剂效果最好。影响絮凝剂使用因素影响絮凝剂使用因素操作人员操作人员操作人员操作人员分子量分子量分子量分子量离子度离子度离子度离子度分子构型分子

15、构型分子构型分子构型复配构成复配构成复配构成复配构成设备设备设备设备生产工艺生产工艺生产工艺生产工艺絮凝剂评价絮凝剂评价絮凝剂评价絮凝剂评价烧杯试验生物发酵行业生物发酵行业生活污水生活污水-污水生化处理污水生化处理生物发酵生物发酵-酿造、酒精、淀粉、柠檬酸等酿造、酒精、淀粉、柠檬酸等生物制药生物制药技术实验报告书实验报告分 五部分 -准备了解-现场观察-分析判断-实验验证-总结建议产品质量优势 了解客户对絮凝剂使用效果的评价(如COD、污泥干度、溶解速度、沉降速度等）-针对性数字化阐述产品优势步骤了解生产工艺运行正常的控制参数和对絮凝剂使用效果的评价标准观察现场设备和工艺操作对絮凝剂应用型号作出判断模拟现场试验条件，做对比试验把过去同系列对比试验中对手的产品和我们产品做综合评价。对絮凝剂的应用改进向公司提出建议优势竞争在营销网络、产品质量、技术服务、业务人员素质、打造营销团队几个方面确立优势-技术营销市场-企业运行正常的工艺控制指标和絮凝剂使用性能的评价标准，避免质量纠纷，确保使用效果。谢谢！谢谢！