21污水处理药剂常见问题及解答(下)什么是助凝剂?其作用是什么?在废水的混凝处理中,有时使用单一的絮凝剂不能取得良好的混凝效 果,往往需要投加某些辅助药剂以提高混凝效果,这种辅助药剂称为助凝 剂常用助凝剂有氯、石灰、活化硅酸、骨胶和海藻酸钠、活性炭和各种 粘土等有的助凝剂本身不起混凝作用,而是通过调节和改善混凝条件、起到 辅助絮凝剂产生混凝效果的作用有的助凝剂则参与絮体的生成,改善絮 凝体的结构,可以使无机絮凝剂产生的细小松散的絮凝体变成粗大而紧密 的矶花22I常用助凝剂的种类有哪些?助凝剂种类较多,但按它们在混凝过程中所起作用来说大致可分为如 下两类:⑴调节或改善混凝条件的药剂混凝过程应该在一定的pH值范围内进行,如果原水pH值不能满足此 要求,则应调整原水的pH值,这类助凝剂包括酸和碱原水 pH值较低、 碱度不足而使絮凝剂水解困难时, 可以投加CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3 等碱性物质(常用的为石灰);而PH值较高时,则常用硫酸或CO2来降低原 水的pH值对溶解性有机物含量较大的废水,可用 Cl2等氧化剂来破坏有机物,提高对溶解性有机物的去除效果另外亚铁盐作絮凝剂时,可用氯气将亚 铁(Fe2+)氧化成高价铁(Fe3+),以提高混凝效果。
以上碱剂、硫酸和CO2、氯气等本身并不起凝聚作用,只起辅助混凝的作用⑵加大矶花粒度、密度和结实性的助凝剂混凝的结果要求生成粒度大、密度大和结实的矶花,既有利于沉淀,又不易破碎为获得此种结果,结合水质的特点,有时必须在水中加入某 种物质或药剂如含有不宜沉降的质地较轻杂质的低浊废水中,加入二氧 化硅、活性炭、粘土一类较粗颗粒或回流部分沉淀污泥可起到加重、加大 矶花的作用;当采用铝盐、铁盐作絮凝剂只能产生细小而松散的絮凝体时, 可投加聚丙烯酰胺、活化硅酸及骨胶等高分子助凝剂,利用它们的强烈吸 附架桥作用,使细小而松散的絮凝体变得粗大而密实23絮凝剂、助凝剂在强化废水处理中的应用有哪些?废水处理中投加絮凝剂可加速废水中固体颗粒物的聚集和沉降,同时 也能去除部分溶解性有机物这种方法具有投资少,操作简单,灵活等优 点,特别适合于处理水量小,悬浮杂质含量较大的废水采用无机絮凝剂时,因为投药量大,产生的污泥量也大,所以实际应用中主要采用人工合 成有机高分子絮凝剂OPF,或采用无机絮凝剂与OPF相结合的方式据有关报道,在初级沉淀池,常使用阴离子型已水解的聚丙烯酰胺去 除废水中的悬浮杂质,而使用非离子型聚丙烯酰胺 (PAM)时的效果不好。
经验表明,在初级沉淀池中投加 lmg/L水解聚丙烯酰胺,可去除进场废水中 50%以上的悬浮粒子及40%以上的BOD5在废水的初级沉淀处理中,将有机高分子聚电解质与无机絮凝剂的混 合使用,要比它们各自单独使用效果更好由于进场废水中悬浮粒子的浓 度、粒径分布及种类等随时会发生变化,就使得絮凝剂的最佳剂量有时难 以控制这时若过量投加无机絮凝剂,用卷扫机理来沉淀去除悬浮杂质, 方法虽然可行,但其缺点也是很突出的,一是作用时间比较长(15〜30min), 再是形成的絮体易破碎如果在投加无机絮凝剂的同时,再加入一定量的 有机高分子聚电解质,可使絮凝时间减少到 2〜5min,而且形成的絮体也比 较结实在用沉淀法去除水中带色有机胶体杂质时,可使用双电解质系统先 用带有高正电荷的阳离子型聚电解质使这些有机胶体脱稳,然后再用大分 子量非离子型或阴离子型聚电解质使已脱稳的有机胶体絮凝成易沉淀的絮 体二次沉淀池中常使用阳离子型聚电解质作絮凝剂,如聚二甲基已二烯 氯化铵或聚氨甲基二甲基已二烯氯化铵等,但其投加量要比在初次沉淀池 中少一些原因是初次沉淀池中所添加的阴离子型聚电解质有一部分在进 入二次沉淀池后继续发挥作用,而且二次沉淀池中所添加的聚电解质在污 泥回流中能反复得到利用。
另外,混凝处理还可以去除废水中的磷酸盐和重金属离子长期以来, 人们一直采用投加金属盐类无机絮凝剂的方法来去除废水中的部分磷酸 盐但实验证明,在保证磷酸根的去除率没有降低的前提下,用阳离子聚 合物代替无机絮凝剂可以取得同样的除磷效果,这说明聚合物参与了对阴 离子磷酸根的吸附例如某废水处理场在混凝处理工艺中,用 12mg/L硫酸铁和3mg/L高电荷密度的阳离子聚合物,以及 0.2mg/L高分子量的阴离子聚合物复合,代替原来23mg/L的硫酸铁,在磷的去除率不变的情况下,使 出水B0D5去除率从30%上升到了 55%同时,采用混凝处理后,可以使活 性污泥阶段产生的污泥中无机物成分减少,提高活性污泥的生物降解功能 废水处理中使用的过滤、浮选等处理工艺中,通过使用无机絮凝剂和聚电 解质助凝剂,可以提高出水水质结合废水水质特点,絮凝剂可以单独使 用,也可以多种絮凝剂复合使用或一主一辅复配使用(辅者作为助凝剂) 絮凝剂的选择可以通过烧杯静态试验初步筛选,再在生产装置上验证确定24常用污泥调理剂的种类有哪些?调理剂又称脱水剂,可分为无机调理剂和有机调理剂两大类无机调 理剂一般适用于污泥的真空过滤和板框过滤,而有机调理剂则适用于污泥 的离心脱水和带式压滤脱水。
⑴无机调理剂最有效、最便宜也是最常用的无机调理剂主要有铁盐和铝盐两大类铁盐调理剂主要包括氯化铁(FeCl3 ・6H2O)、硫酸铁(Fe2(SO4)3 ・4H20)、 硫酸亚铁(FeSO4 ・7H20 )以及聚合硫酸铁(PFS) ([Fe2(0H)n(S04)3-n/2]m )等,铝盐调理剂主要有硫酸铝(Al2(SO4)3 ・18H20 )、三氯化铝(A1C13)、 碱式氯化铝(Al(OH)2Cl )、聚合氯化铝(PAC)([Al2(OH)n ・Cl6-n]m )等 投加无机调理剂后,可以大大加速污泥的浓缩过程,改善过滤脱水效果 而且铁盐和石灰联用可以进一步提高调理效果投加无机调理剂的缺点一 是用量较大,一般来说,投加量要达到污泥干固体重量的 5%〜20%,从而导致滤饼体积增大;二是无机调理剂本身具有腐蚀性(尤其是铁盐),投加 系统要具有防腐性能应当注意的是,采用氯化铁作为调理剂时,会增加 对脱水污泥处理设备金属构件的腐蚀性,因此所配备的脱水污泥处理设备 的防腐等级应适当提高⑵有机调理剂有机合成高分子调理剂种类很多,按聚合度可分为低聚合度(分子量 约为1千〜几万)和高聚合度(分子量约为几十万〜几百万)两种;按离 子型分为阳离子型、阴离子型、非离子型、阴阳离子型等。
与无机调理剂 相比,有机调理剂投加量较少,一般为污泥干固体重量的 0.1%〜0.5%,而且没有腐蚀性用于污泥调理的有机调理剂主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝 剂产品,主要有阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺和非离子型聚 丙烯酰胺三类其中阳离子型聚丙烯酰胺能中和污泥颗粒表面的负电荷并 在颗粒间产生架桥作用而显示出较强的凝聚力,调理效果显著,但费用较 高为降低成本,可以使用较便宜的阴离子型聚丙烯酰胺 -石灰联用法,利 用带有正电荷的Ca(0H)2絮体物将带负电的絮凝剂和污泥颗粒吸附在一起, 形成一种复合的凝聚体系25选择使用污泥调理剂应考虑的因素有哪些?⑴调理剂的品种特点就常用的铝盐和铁盐无机调理剂而言,使用铝盐时的药剂投加量较大, 所形成的絮体密度较小,调理效果较差,在脱水过程中会堵塞滤布因此, 在选用无机调理剂时,尽可能采用铁盐;当使用铁盐会带来许多问题时, 再考虑采用铝盐无机调理剂与有机调理剂相比,药剂投加量较大,形成 的絮体颗粒细小,但絮体强度较高因此在利用真空过滤机和板框压滤机 使污泥脱水时,可以考虑采用无机调理剂与无机调理剂相比,有机调理 剂药剂投加量较小,形成的絮体粗大,但絮体强度较低,比无机调理剂形 成的絮体更容易破碎。
而且一旦絮体被破坏,不论采用无机调理剂还是有 机调理剂,都不易恢复到原来的状态因此在利用离心脱水机和带式压滤 机使污泥脱水时,可以考虑采用有机调理剂在采用无机调理剂或有机调 理剂中的一种难以达到理想的调理效果时,可以考虑将无机和有机调理剂 复配使用,有时能取得更好的调理效果比如石灰和三氯化铁联合使用, 不但能起到调节pH值的作用,而且石灰和污水中的重碳酸钙生成的碳酸钙 颗粒结构还能增加污泥的孔隙率,促进泥水分离⑵污泥性质不同性质的污泥,选用调理剂的种类和投加量也有很大差异对有机 物含量高的污泥,较为有效的调理剂是阳离子型有机高分子调理剂,而且 有机物含量越高,越适宜选用聚合度越高的阳离子型有机高分子调理剂而对以无机物为主的污泥,则可以考虑采用阴离子型有机高分子调理剂污泥性质的不同直接影响调理效果:初沉池污泥较易脱水,而浮渣和剩余 活性污泥则较难脱水,混合污泥的脱水性能则介于两者之间为达到一定 的调理效果,所需调理剂的数量存在显著差异一般来说,越难脱水的污 泥其调理用药剂量越大,污泥颗粒细小,会导致调理剂消耗量的增加,污 泥中的有机物含量和碱度高,也会导致调理剂用量的加大另外,污泥含 固率也影响调理剂的投加量,一般污泥含固率越高,调理剂的投加量越大。
⑶温度污泥的温度直接影响着无机盐类调理剂的水解作用,温度低时,水解 作用会变慢如果温度低于 10oC,调理效果会明显变差,可通过适当延长 调理时间的方法改善调理效果使用有机高分子调理剂时,如果配制药液 的母液或自来水温度过低或污泥温度过低,就会由于水的动力粘滞度和高 分子调理剂溶液本身的粘度变大而不利于稀释均匀和调理混合均匀,进而 影响污泥调理效果和脱水效果因此,冬季气温较低时,要重视污泥输送 系统的保温环节(从污水处理系统排出的污泥温度一般不低于 15oC),尽量减少污泥输送过程中热量的损失在必要的情况下,可以采取对有机高 分子调理剂稀释罐加热或适当延长混合溶解时间和加大搅拌强度的方法改 善溶解条件⑷pH值污泥的pH值决定无机盐类调理剂的水解产物形态,同一种调理剂对不 同pH值的污泥的调理效果也大不相同铝盐的水解反应受 pH值的影响很大,其凝聚反应的最佳pH值范围为5〜7当pH值大于8或小于4时,难以形成絮体,也就是说失去了调理的作用而高铁盐调理剂受 pH值的影响较小,无论污泥呈酸性还是呈碱性,都能形成水解产物 Fe(OH)3絮体,最佳pH值范围为6〜11亚铁盐在pH值为8〜10的污泥中,其溶解度较高的 水解产物能被氧化成溶解度较低的 Fe(OH)3絮体。
因此选用无机盐类调理 剂时,首先要考虑脱水污泥的具体 pH值,如果pH值偏离其凝聚反应的最 佳范围,最好更换使用另一种调理剂否则就要考虑在对污泥进行调理之 前,投加酸或碱调整污泥的pH值,一般情况下,都不采取这种措施pH值对聚合电解质的调理效果也有影响, 污泥的pH值影响着调理剂分子的 电离、荷电状况以及分子形状阳离子型聚合电解质在低 pH值的酸性污泥中的电离度较大,分子形状趋向舒展;而在高 pH值的碱性污泥中电离度较 小,分子形状趋向卷曲与阳离子型聚合电解质性质相反,阴离子型聚合 电解质在低pH值的酸性污泥中的电离度较小,分子形状趋向卷曲;而在高 pH值的碱性污泥中电离度较大,分子形状趋向舒展阴阳离子型聚合电解 质的情况稍有不同,在等电点时,整个分子呈中性,正负两种电荷相互吸 引,故分子紧密卷曲成团在等电点两侧,分子上都会有一种电荷过剩, 因互相排斥作用而使分子趋向舒展⑸配制浓度调理剂的配制浓度不仅影响调理效果,而且影响药剂消耗量和泥饼产 率,其中有机高分子调理剂影响更为显著一般来说,有机高分子调理剂 配制浓度越低,药剂消耗量越少,调理效果越好这是因为有机高分子调 理剂配制浓度越低,越容易混合均匀,分子链伸展得越好,架桥凝聚作用 发挥得越好,调理效果当然也越好。
但配制浓度过高或过低都会降低泥饼 产率而无机高分子调理剂的调理效果几乎不受配制浓度的影响经验和 有关研究表明,有机高分子调理剂配制浓度在 0.05%〜0.1%之间比较合适, 三氯化铁配制浓度10%最佳,而铝盐配制浓度在4%〜5%最为适宜⑹投加顺序当采用不止一种调理剂时,调理剂投加的顺序也会影响调理效果当 采用铁盐和石灰作调理剂时,一般先投加铁盐,再投加石灰,这样形成的 絮体与水较易分离,而且调理剂总的消耗量也较少当采用无机调理剂和 有机高分子调理剂联合调理污泥时,先投加无机调理剂,再投加有机高分 子调理剂,一般可以取得较好的调理效果⑺混合反应条件要想达到最好的调理效果,污泥与调理剂实现完全充分的混合是非常 必要的但值得注意的是,污泥与调理剂混合反应形成絮体后,决不能再 被破坏,因为絮体一旦受到破坏就很难恢复到原来的状态经验表明,针 对某种污泥,使用某种调理剂,只有混合反应的强度和时间在一定范围内, 才能取得较好的调理效果,而且调理效果会随着停留时间的增加而降低 这就是说,经过试验确定了调理的时间和强度后,必须在实际操作中严格 遵守执行一方面不能随意延长或缩短混合反应的时间,另一方面要尽可 能快地使调理后的污泥进入脱水机。
26调理剂的投加量如何确定?污泥调理的药剂消耗量没有固定的标准,根据污泥的品种、消化程度、 固体浓度等具体性质的不同,投加量会出现一定的差异因此,大多是在 实验室或在现场直接试验确定调理剂的种类及具体投加量一般来说,按污泥干固体重量的百分比计,三氯化铁的投加量为 5%〜10%,硫酸亚铁约为10%〜15%,消石灰的投加量为20%〜40%,聚合氯化铝 和聚合硫酸铁约为1%〜3%,阳离子型聚丙烯酰胺为0.1%〜0.3%据有关资 料介绍,由于常用的聚丙烯酰胺系列有机合成高分子调理剂的价格较为昂 贵(有的品种是普通无机调理剂的十几甚至二十倍以上),虽然其投加量 较少,但折合调理每吨污泥的费用,使用有机合成高分子调理剂的成本仍 然较高普遍的做法是优选无机调理剂,当无机调理剂作用较差、难以达 到理想的调理效果时,再考虑使用有机合成高分子调理剂或将无机和有机 调理剂复配使用27使用调理剂的注意事项有哪些?为了更好地使用调理剂,应注意以下事项:①充分了解和掌握被处理 污泥的性质(浓度、成分等),②试验确定适合于污泥性质和脱水机性质 的调理剂种类,③试验确定调理剂的注入点、反应条件、投加量等,④根 据调理剂的性质确定调理剂的溶解、储存等使用方法。
一般来说,无机调理剂适用于真空过滤脱水和板框压滤脱水,而有机 调理剂则较适用于离心脱水和带式压滤脱水在使用离心脱水机和带式压 力脱水机时,为了形成不易破碎的粗大絮凝物,一般使用分子量在 10万、甚至100万以上的阳离子系列高分子调理剂同时还要注意,由于离心脱 水机是在2000〜3000G的高离心力下进行固液分离,使用分子量越大的高 分子调理剂,越容易形成坚固的絮凝物,越有利于脱水;而对带式压滤脱 水机来讲,分子量过高时,调理剂的部分粘性会残留在絮凝物上,从而导 致滤饼在滤布上的剥离性较差就阳离子调理剂而言,对于同样污泥,和 离心脱水机相比,带式压力脱水机要求调理剂的阳离子度较高、而投加量 较少一般来说,污泥浓度高时,使用高分子量的调理剂效果较好,而污泥 浓度低时,使用分子量较低的调理剂效果较好废水生物处理产生的剩余污泥和回流污泥的性质相同,其主要成分是 微生物的絮凝物,一般带有负电荷,因此为使剩余污泥凝聚,最好使用阳 离子的调理剂当前使用较多的阳离子调理剂是聚丙酰胺的共聚物或氨基 甲基化变性物,通过调整阳离子变性条件,可得到不同阳离子度的调理剂 根据阳离子度的不同(可用胶体滴定法测定),阳离子调理剂可分为高、 中、低阳离子度调理剂。
28脱水剂、调理剂与絮凝剂、助凝剂的关系是什么?脱水剂是对污泥进行脱水之前投加的药剂,也就是污泥的调理剂,因 此脱水剂和调理剂的意义是一样的脱水剂或调理剂的投加量一般都以污 泥干固体重量的百分比计絮凝剂应用于去除污水中悬浮物,是水处理领域的重要药剂絮凝剂 的投加量一般以待处理水的单位体积内投加的数量来表示脱水剂(调理剂)与絮凝剂、助凝剂的投加量都可以称为加药量同 一种药剂既可以在处理污水时应用为絮凝剂,又可以在剩余污泥处理过程 中应用为调理剂或脱水剂助凝剂用在水处理领域作为絮凝剂的助剂时被称为助凝剂,同一种助 凝剂在剩余污泥处理时一般不称助凝剂,而是统称为调理剂或脱水剂使用絮凝剂时,由于水中的悬浮物数量毕竟有限,为了实现絮凝剂与 悬浮颗粒的充分接触,需要配备混合、反应设施,并且都要具有足够的时 间,比如混合需要几十秒到数分钟、反应则需要 15〜30mi n而污泥脱水时 从投加调理剂到污泥进入脱水机往往只有几十秒的时间,即只有相当于絮 凝剂的混合过程、没有反应的时间,而且经验也表明,调理效果会随着逗 留时间的延长而降低29|消泡剂的种类有哪些?消泡剂的效果与发泡液的种类有关,即有的消泡剂对某些发泡液效果 显著,而对其它发泡液效果不明显,甚至没有作用。
常用的消泡剂按成分 不同可分为硅(树脂)类、表面活性剂类、链烷烃类和矿物油类⑴硅(树脂)类:硅树脂消泡剂又称乳剂型消泡剂,使用方法是将硅树脂 用乳化剂(表面活性剂)乳化分散在水中后投加到废水中二氧化硅细粉 是另一种消泡效果较好的硅类消泡剂2)表面活性剂类:此类消泡剂其实是乳化剂,即利用表面活性剂的分散作 用,使形成泡沫的物质在水中保持稳定的乳化状态分散,从而避免生成泡 沫⑶链烷烃类:链烷烃类消泡剂是用乳化剂把链烷烃蜡或其衍生物乳化分散 后制成的消泡剂,其用途与表面活性剂类的乳化型消泡剂类似⑷矿物油类:以矿物油为主要消泡成分为了改善效果,有时混合金属皂、 硅油、二氧化硅等物质一起使用此外,为使矿物油容易扩散到发泡液表面,或者使金属皂等均匀分散在矿物油中,有时还可投加各种表面活性剂30常用pH调整剂有哪些?将含酸废水pH值调高时,以碱或碱性氧化物为中和剂,而将碱性废水 pH值调低时则以酸或酸性氧化物做中和剂 调整酸性废水pH值时经常采用 的中和剂有石灰、石灰石、白云石、氢氧化钠、碳酸钠等,调整碱性废水 pH值时一般采用硫酸、盐酸在对含酸废水进行中和时,还可以就近使用一些碱性工业废渣,比如 化学软水站排出的碳酸钙废渣、有机化工厂或乙炔发生站排放的电石废渣 (主要成分为氢氧化钙)、钢厂或电石厂筛下的废石灰、热电厂的炉灰渣 和硼酸厂的硼泥等。
在对碱性废水进行处理时,也可以使用烟道气利用其 中的C02、SO2等酸性气体对废水中的碱进行中和当废水的pH值过大或过小时,为减少pH值调整时所需的溶药池和药 剂池容积及实现pH值调整的自动化控制,可以使用 40%Na0H和98%H2SO4 分别作为含酸废水和含碱废水的pH值调整剂同时可以避免使用石灰类碱 剂所带来的污泥问题,减少二次污染的机会31消毒剂的选择应考虑哪些因素?废水经一级或二级处理后,水质改善,细菌含量也大幅度减少,但其 绝对值仍很可观,并有存在病原菌的可能因此,废水排入水体前应进行 消毒处理目前,用氯化法消毒能产生有害物质,影响人体健康已广为人知,这 是因为氯与水中有机物作用,同时有氧化和取代作用,氧化作用可以促使 去除有机物,而取代作用则是氯与有机物结合,形成了有致突变或致癌活 性的卤化物美国规定三卤甲烷(THMS)的最大浓度为100 口g/L,德国、加 拿大、日本也分别规定为25 口 g/L、350 口 g/L、100 口 g/L,我国1985年版《生活饮用水卫生标准》中也规定了氯仿的上限为 60»g/L有鉴于此,废 水消毒一是要控制恰当的投剂量,二是采用其他消毒剂代替,如二氧化氯、 臭氧、紫外线辐射等,以减少有害物质的生成。
各种消毒剂的优缺点和适用条件见表 8—2参考此表,可以初步确定 应该使用的消毒剂32消毒剂的种类有哪些?各自的特点是怎样的?常用的消毒剂有次氯酸类、二氧化氯、臭氧、紫外线辐射等次氯酸 类消毒剂有液氯、漂白粉、漂粉精、氯片、次氯酸钠等形态,主要是通过 HOCl起消毒作用次氯酸类消毒剂的弱点是容易和水中的有机物生成氯代 烃,而氯代烃已被确认为是对人体健康极为不利的,同时处理过的水会有 一些令人不快的气味次氯酸类消毒剂粉尘和放出的氯气对人的呼吸道、 眼睛及皮肤都有强烈的刺激作用,如果不慎溅入眼睛或触及皮肤,要立即 用大量清水冲洗存放环境要阴凉、通风和干燥,远离热源和火种,不能 与有机物、酸类及还原剂共储混运,运输过程中要防止雨淋和日光曝晒, 装卸时动作要轻,避免碰撞和滚动次氯酸类消毒剂消毒时往往发生的是取代反应,这也是使用次氯酸类 消毒剂会产生氯代烃的根本原因,而臭氧和二氧化氯消毒时发生的是纯氧 化反应,因而可以破坏有机物的结构,在杀菌的同时还可以提高废水的可 生化性(BOD5/CODCr值),去除水中的部分 CODCr二氧化氯消毒与臭氧 或紫外线消毒相比,前者一次性投资低,运行费用高(大约 0.1元/m3); 后者一次性投资高,运行费用低(大约 0.02元/m3)。
臭氧消毒和紫外线消毒可以在很短的时间内达到消毒的效果,经过臭 氧消毒和紫外线消毒的二沉池出水或回用水细菌总数和总大肠菌群等微生 物指标可以达到要求,但他们的缺点是瞬时反应,无法保持效果,抵抗管 道内微生物的滋生和繁殖,因此在回用水系统使用这两种方法消毒时,往 往需要在其出水中再投加0.05〜0.lmg/L二氧化氯或0.3〜0.5mg/L的氯, 以保持管网末梢有足够的余氯量33|氯的物化性质是怎样的?氯在常压下是黄绿色气体,在0oC和一个大气压时的密度为3.2mg/mL , 即约为空气的2.5倍重,具有强烈的刺激性一般采用电解食盐水溶液的 方法制取氯气,然后将氯气加压冷却制得液氯,液氯极易气化,沸点是 -34.5oC加压后的液氯成为黄绿色透明液体,1kg液氯气化后体积可以变 为300L氯性质很活泼,能溶于水,溶解度随水温的升高而降低氯是具 有强烈刺激性的窒息气体,对人的呼吸系统、眼部及皮肤都能产生伤害, 空气中最高允许浓度为lmL/m3虽不自燃,但可以助燃,在日光下与其他 易燃气体混合时会发生燃烧和爆炸,可以和大多数物质起反应氯是一种强氧化剂,具有杀菌能力强、价格低廉、来源方便的优点, 是水处理行业应用历史最为悠久的消毒剂。
氯消毒的机理是依靠水解生成 的次氯酸HOCl向微生物的细胞壁内扩散,与细胞的蛋白质反应生成化学稳 定性极好的N-Cl键另外,氯能氧化微生物的某些活性物质,抑制并杀死微生物34如何防止氯中毒?虽然空气中最高允许浓度为lmL/m3,但长期在低于此值的环境中工作, 也会导致慢性中毒,表现为患慢性支气管炎、慢性胃肠炎、牙龈炎、口腔 炎、皮肤搔痒症等疾病短时间暴露在高氯环境中,会导致急性中毒轻 度急性中毒表现为喉干胸闷、脉搏加快等症状,重度急性中毒表现为支气 管痉挛和水肿,甚至出现昏迷或休克为防止出现氯中毒的措施可总结如 下:⑴ 经常接触氯气的工作人员对氯味的敏感程度会有所降低,常常会在闻 不到氯味的时候,人就已经受到氯的伤害因此操作人员的值班室要和加 氯间分开设置,并在加氯间安装监测及警报装置,随时对其中的氯浓度进 行检测⑵加氯间要靠近加氯点,两者间距不超过 30m加氯间建筑要坚固防火、 耐冻保温、通风良好、大门外开,并与其他工作间严格分开、没有任何直 接连通由于氯比空气重,因此当氯气在室内泄漏后,会将空气排挤出去, 在封闭的室内下部积聚并逐渐向上扩散所以加氯间的底部必须安装强制 排风设施,进气孔要设在高处。
⑶加氯间门外要备用检修工具、防毒面具和抢救器具等,照明和通风设 备的开关也要设在室外,在进入加氯间之前,先进行通风通向加氯间的 压力水管必须保证不间断供水,并保持水压稳定,同时还要有应对突然停 水的措施加氯间内要设置碱液池,并定时检验,保证碱液随时有效当 发现氯瓶有严重泄漏时,戴好防毒面具,然后将氯瓶迅速移入碱液池中⑷当发现现场有人急性氯中毒后,要设法迅速将中毒者转移到具有新鲜 空气的地方,对呼吸困难者,应当让其吸氧,严禁进行人工呼吸,可以用2%的碳酸氢钠溶液为其洗眼、鼻、口等部位,还可以让其吸入雾化的 5%碳酸氢钠溶液35使用液氯瓶时的注意事项有哪些?液氯是目前国内外应用最广的消毒剂,除消毒外还有氧化作用液氯 通常在钢瓶中贮存和运输,使用时,液氯转变成氯气加入水中⑴ 氯瓶内压力一般为0.6〜0.8MPa,所以不能在太阳下曝晒或靠近炉火或 其他高温热源,以免气化时压力过高发生爆炸液氯和干燥的氯气对铜、 铁和钢等金属没有腐蚀性,但遇水或受潮时,化学活性增强,能腐蚀大多 数金属因此贮氯钢瓶必须保持 0.05〜O.IMPa的余压,不能全部用空,以 免进水⑵ 液氯变成氯气要吸收热量,1kg液氯变成1kg氯气约需要289kJ热量。
在气温较低时,氯瓶从空气中吸收的热量有限,液氯气化的数量受到限制 时,需要对氯瓶进行加热但切不可用明火、蒸汽直接加热氯瓶,也不宜 使氯瓶温度升高太多或太快,一般可使用 15〜25oC的温水连续淋洒氯瓶的 方法对氯瓶加温⑶要经常用10%氨水检查加氯机与氯瓶的连接处是否泄漏,如果发现加氯 机的氯气管出现堵塞现象,切不可用水冲洗,可以用钢丝疏通,再用打气 筒或压缩空气将杂物吹掉⑷ 开启前要检查氯瓶的放置位置是否正确,一定要保证出口朝上,即放 出来的是氯气而不是液氯开氯瓶总阀时,要先缓慢开半圈,随即用 10% 氨水检查是否漏气,一切正常后再逐渐打开如果阀门难以开启,不能用 榔头敲击,也不能长板手硬扳,以防将阀杆拧断使用次氯酸钠消毒时的注意事项有哪些?固态次氯酸钠NaClO为白色粉末,具有刺激性气味,在空气中极不稳 定,受热后迅速分解商品固态次氯酸钠的有效氯一般为 10%〜12%,常用制备方法是液碱氯化法,即在 30%以下的氢氧化钠溶液中通入氯气进行反应商品固态次氯酸钠使用方便,但消毒效果比氯差,费用也高于氯消毒 由于次氯酸钠容易因阳光、温度的作用而分解,一般用次氯酸钠发生器就 地制备后立即投加。
利用钛阳极电解食盐水 (沿海地区可用海水作为盐溶液),得到的次氯酸钠溶液是淡黄色透明液体,含有效氯 6g/L〜11g/L一般每生产1kg有效氯,食盐消耗量约3〜4.5kg,耗电量5〜10kWh,通常其 消耗比使用漂白粉消毒还要低次氯酸钠固体或溶液都不宜久存,而且必须在避光低温环境下存放 电解生产次氯酸钠溶液最好是使用多少, 随时生产多少气温低于30oC时,每天损失有效氯0.1〜0.15mg/L,如果气温超过30oC,每天损失有效氯可 达0.3〜0.7mg/L因此,如果为了具有一定储备量以备用,一般夏天储存 时间不超过一天,冬天不超过 7d36使用漂白粉消毒时的注意事项有哪些?漂白粉CaCl2・Ca(OCl)2 ・2H2O为白色粉末,有氯的气味,含有效氯20%〜 25%漂白粉易吸潮,性质极不稳定,日光照射、受热均能使其变质而降低 有效氯成分与有机物、易燃液体混合能发热自燃,受高热会发生爆炸氯片是用漂粉精3Ca(OCl)2 ・2Ca(OH)2 ・2H2O加工成的片剂,含有效氯60%〜 70%氯片和漂粉精稳定性比漂白粉高,可以在常温下储存 200d以上不分 解两者的消毒作用与氯相同,以有效氯计的加氯量、接触时间等参数可 以参照液氯。
使用漂白粉作消毒剂,需配成溶液加注,而且一般需设混合池每包 50kg的漂白粉先加400〜500kg水搅拌成10%〜15%溶液,再加水调成1%〜 2%浓度的溶液混合池通常有隔板式与鼓风式两种用氯片消毒时,废水 流入特制的氯片消毒器,浸润溶解氯片,并与之混合,然后再进接触池37二氧化氯的物化性质是怎样的?二氧化氯(C1O2 )是一种黄绿色气体,性质极不稳定,与氯一样的刺 激性气味,毒性比氯要大,相对密度为2.4二氧化氯在常温下即能压缩成 液体,并很容易挥发二氧化氯很容易爆炸,温度升高、暴露在光线下或 与某些有机物接触摩擦,都可能发生爆炸,而且液体二氧化氯比气体二 氧化氯更易爆炸在空气中的体积浓度超过 10%时或水中二氧化氯浓度超过30%就会发生爆炸二氧化氯易溶于水,在水中的溶解度是氯的5倍,但C1O2 不和水起化学反应,在水中极易挥发,在光线照射下容易发生光化学分解 贮存在敞开容器中的C1O2水溶液,C1O2含量会下降很快因此,二氧化氯 不宜贮存,最好现场制取和使用市场上销售的商品稳定二氧化氯溶液,多为无色或略带黄绿色透明液 体,二氧化氯含量一般在 2%左右,而且要加入一定量的特制稳定剂(如碳 酸钠、硼酸钠及过氯化物的水溶液或二乙烯三胺五亚甲基膦酸等),但运 输和储存时仍要注意避开高温和强光。
因此,采用二氧化氯消毒时,最好 在现场边生产边使用二氧化氯杀菌后生成无毒物质,对环境水体没有污 染38使用二氧化氯时的注意事项有哪些?⑴ 在水处理中,二氧化氯的投加量一般为 0.1〜1.5mg/L,具体投加量随原水性质和投加用途而定当仅作为消毒剂时,投加范围是 0.1〜1.3mg/L;当兼用作除嗅剂时,投加范围是 0.6〜1.3mg/L ;当兼用作氧化剂去除铁、 锰和有机物时,投加范围是1〜1.5mg/L⑵二氧化氯是一种强氧化剂,其输送和存储都要使用防腐蚀、抗氧化的 惰性材料,要避免与还原剂接触,以免引起爆炸⑶采用现场制备二氧化氯的方法时,要防止二氧化氯在空气中的积聚浓 度过高而引起爆炸,一般要配备收集和中和二氧化氯制取过程中析出或泄 漏气体的措施⑷在工作区和成品储藏室内,要有通风装置和监测及警报装置,门外配 备防护用品⑸稳定二氧化氯溶液本身没有毒性,活化后才能释放出二氧化氯,因此 活化时要控制好反应强度,以免产生的二氧化氯在空气中的积聚浓度过高 而引起爆炸⑹ 二氧化氯溶液要采用深色塑料桶密闭包装,储存于阴凉通风处,避免阳光直射和与空气接触,运输时要注意避开高温和强光环境,并尽量平稳39二氧化氯的制备方法有哪些?二氧化氯的制备方法有很多种,在水处理行业中,一般用氯、盐酸或 稀硫酸与亚氯酸钠或氯酸钠反应的办法生产,还有使用次氯酸钠酸化后与 亚氯酸钠合成二氧化氯的。
反应式分别如下:2NaClO3+2NaCl+2H2SO4 —2ClO2+Cl2+2Na2SO4+2H2OCl2+2NaClO2 —2ClO2+2NaCl5NaClO2+4HCl —4ClO2+5NaCl+2H2O10NaCl02+5H2S04 —8Cl02+5Na2S04+4H20+2HClNaClO+2HCl+2NaClO2 —2ClO2+3NaCl+H2O使用氯和亚氯酸钠合成二氧化氯时,先调制 pH<2.5的氯水溶液,再和一定量的10%亚氯酸钠溶液一起进入反应室,在反应室中充分混合和反 应,生成二氧化氯理论上,每 10g亚氯酸钠加3.9g氯,可生成7.5g二 氧化氯为了防止未起反应的亚氯酸钠被带入水中,通常要加入比理论值 多的过量氯其他方法与上述方法的操作基本类似,为保证反应过程的安全性,酸 和氯酸钠或次氯酸钠都配成水溶液,也都是要加入过量的酸,以提高氯酸 钠或次氯酸钠的转化率生成的ClO2溶液可按照合适的投加量直接加到水 中进行消毒国内市场上有许多使用电解法生产二氧化氯的设备,但实际上,这些 设备制造的所谓二氧化氯至多是二氧化氯和氯的复合物,不可能彻底解决 氯类消毒剂会产生氯代烃的问题,而且已经有使用复合二氧化氯时发生爆 炸的事例。
40废水处理中常用的氧化剂和还原剂有哪些?从理论上说,氧化还原电位不同的两种物质都可以相对地成为氧化剂 或还原剂,但在废水处理实践中能够使用的氧化剂或还原剂必须满足以下 要求:① 对废水中希望去除的污染物质有良好的氧化或还原作用② 反应后生成的物质应当无害以避免二次污染③ 价格便宜、来源可靠④ 能在常温下快速反应、不需要加热⑤ 反应时所需的pH值最好在中性,不能太高或太低在废水处理中常用的氧化剂有:① 在接受电子后还原变成带负电荷离子的中性原子,如 O2、Cl2、03等;② 带正电荷的原子,接受电子后还原成带负电荷的离子,比如在碱性条件下,漂白粉、次氯酸钠等药剂中的次氯酸根 OCl-中的CL+和二氧化氯中的Cl4+接受电子还原成Cl-;③ 带高价正电荷的原子在接受电子后还原成带低价正电荷的原子,例如 三氯化铁中的Fe3+和高锰酸钾中的Mn7+在接受电子后还原成Fe2+和Mn2+在废水处理中常用的还原剂有:① 在给出电子后被氧化成带正电荷的中性原子,例如铁屑、锌粉等;② 带负电荷的原子在给出电子后被氧化成带正电荷的原子,例如硼氢化 钠中的硼元素为负5价,在碱性条件下可以将汞离子还原成金属汞,同时 自身被氧化成正三价。
③ 金属或非金属的带正电的原子,在给出电子后被氧化成带有更高正电荷的原子例如硫酸亚铁、氯化亚铁中的二价铁离子 Fe2+在给出一个电子后被氧化成三价铁离子Fe3+;二氧化硫SO2和亚硫酸盐SO32-中的四价硫。