微波化学污水处理技术药剂概述
水处理剂主要是指工业、城建、环保等方面用于水处理工程的各种药剂,其处理对象既涉及冷却水、锅炉水、空调水、城市供排水、工业废水、反渗透制脱盐水,也包括采油等各类工艺用水。水处理化学品按其功能可分为阻垢分散剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、清洗剂、预膜剂、粘泥抑制剂、絮凝剂、脱色剂及污泥脱水剂等,这些药剂针对不同系统及要求,组成最佳水处理配方及相应配套处理技术来对水质进行处理,以满足不同工业系统用水及排水要求。水处理化学品是搞好水处理的物质基础,也是重要的技术保证。
高效、低毒或无毒的无机和有机高分子絮凝剂正逐步替代传统絮凝剂。近年来,随着水质污染状况加剧,用水质量标准提高,要求絮凝剂不仅有高效除垢功能,同时还应具有去除COD、磷氮以及杀菌灭藻、氧化还原多种功能。因此,无毒、高电荷、高分子量阳离子有机絮凝剂、天然高分子絮凝剂、微生物絮凝剂将是今后产业发展的重点和趋势。
我公司用的是自行研发的一号敏化剂, 就是按照各种水质的要求的并按照不同的比例混合而成,并申报了国家专利。
因为根据“极性分子理论”,微波不仅可以加快化学反应,在一定条件下也能抑制反应的进行。除此之外,微波还可以改变反应的途径。微波对化学反应的作用除了对反应加热引起反应速率改变以外,还具有电磁场对反应分子间行为的直接作用而引起的所谓“非热效应”。微波对反应的作用程度除了与反应类型有关外,还与微波的强度、频率、调制方式及环境条件有关。此外,由于化学反应是一个非平衡系统,旧的物质在不断消耗,新的物质在不断生成,各相界面可能发生随机的变化;与此同时系统的宏观电磁特性也在发生变化,而且在微波辐射下这种变化还与所用的微波紧密相关。
然而,许多污水中的有机化合物都不直接明显地吸收微波,但可以利用某种强烈吸收微波的“敏化剂”把微波能传给这些物质而诱发化学反应。利用这些“敏化剂”就可以在微波辐射下实现某些催化反应,这就是所谓微波诱导催化反应。高强度连续波微波辐射聚焦到某种“敏化剂”的表面,由于“敏化剂”表面点位与微波能的强烈相互作用,微波能将被转变成热能,从而使某些表面点位选择性的被很快加热至很高温度(例如很容易超过1400℃)。尽管反应其中的水没有明显升温,但已产生高温高压的作用,当水中的有机污染物与受激发的表面点位接触时却可发生反应。“敏化剂”的作用不仅仅在于把热能聚焦,而且还可以借它与反应物和产物相互作用的选择性而影响反应的进程。微波化学污水处理技术就是利用微波对化学反应的这些作用,对水中的污染物通过物理及化学作用进行降解、转化,从而实现污水净化的目的。
1#药剂通常为粉剂,我们称其为敏化剂,呈强碱性,在运输、保存过程中一定要做防潮处理。实际应用过程中,先把敏化剂跟水配成一定浓度的溶液,储存到耐酸碱腐蚀的1#药剂存储器内。为保证敏化剂的充分溶解和反应。1#药剂存储器一般选择PE材质的塑料桶,容积根据用药量而定。将1#药剂溶解成5%的溶液进行投加,投加装置为设备自带的计量泵机组。投加量根据混合反应器中的pH计的反馈信号,通过变频装置进行控制完成,一般情况下控制pH值在10.5~11.5范围内,具体控制范围可以现场调整。
每次配药要足够8小时使用,所以每次配药量计算公式为:
T:配药量
Q:工程的日处理量
a:吨水投药量,由实验和调试中得出
从目前我们通过大量实验研究结果来看,敏化剂中的物质与水反应后生成物之所以可以提高微波在水中的有效穿透能力,是因为这些生成物在水中对微波的敏感程度远高于水的本身。我们称之为敏化剂。
敏化剂与污水的混合反应程度,直接关系到微波对混合水体作用的效果。因此,我们通过大量实验,针对不同的污水,把敏化剂混合反应时间设定为5~45分钟,并据此设计了1#混合反应罐。
我公司的敏化剂的生产经过严格的选料、精密的加工、严格的配比等一系列的工艺,保质保量的为微波污水处理工艺提供保障。
下图为我公司敏化剂的生产设备和成品。
内蒙药剂厂的生产设备及药剂 |
1号药剂投加方式:
为了使1号敏化剂在污水中反应的更充分、更彻底、加快反应的速度,也考虑投加的方便和快捷,因此把粉状的敏化剂1号稀释为液体,用计量加药泵注入混合反应罐体中。(在工艺流程中有更详细的论述)
本公司自主研发、自己生产的一号敏化剂在实际工程中得到了大量的应用。需求量越来越大,因此,我公司根据实际需求和公司的战略规划先后在内蒙、深圳建立了敏化剂生产厂,为全国工程的顺利进行打下了良好的基础。
微波化学污水处理工艺流程中采用的为二号添加剂,二号微波添加剂在水处理过程中,添加剂在微波的作用下,生成疏水性聚合体的表面积达1000m2/g,表面能积聚非常大,吸附能力也强,新生态的絮体表面活性更高,添加剂提供多种组分的核羟基络合物时,各组分就开始对水中的胶体颗粒起多种混凝作用,使胶粒迅速脱稳聚沉,在沉降过程中对胶体颗粒的吸附量大,有吸附共沉降作用且容易发生卷扫沉积现象,大大提高了混凝效果。具有投加药量低,适应水质宽,经过微波后絮凝速度快,矾花大,沉降迅速等优点。
2#药剂为酸性溶液,可贮存后直接进行计量投加。为保证加药的连续性,设立贮罐1个。若2#药剂为干粉,则按照1:1的比例对其进行溶液配置。2#药剂存储器一般选择PE材质的塑料桶,容积根据用药量而定。为保证2#药剂与污水充分混合,2#药剂加入到管道混合器之前的管道。二号添加剂市场上有固体和液体两种产品。
1、 2号药投加示意图 |
考虑到微波化学污水处理工艺流程中实际应用,及其添加的方便性,使用前将二号微波添加剂按一定浓度比(10-30%左右)将其溶于水,充分溶解后使用。将配好的溶液按最佳条件和药量投入,经充分混合后,调PH值至所适应范围(一般最佳范围6--9),经过微波后,迅速的得以沉淀分离。溶解设备和加药设备应用耐腐蚀材料。
之所以采用二号微波添加剂,还因为与其他无机絮凝剂相比具有以下特点:
1.投加到污水中,混合均匀后经过微波,促进了污水对微波的吸收,同时加剧了反应的进行,以此达到了固、液快速分离的效果。
2.新型;优质;是一种高效铁盐类无机高分子絮凝剂;
3.混凝性能优良,经过微波后矾花密实,沉降速度快;
4.净水效果优良,水质好,不含铝;氯及重金属离子等有害物质,经过微波后亦无金属离子的水向转移,无毒,无害,安全可靠;
5.调节PH值的变化明显,因为加入1号敏化剂后PH值为10—11之间,需要调节PH值范围为6-9,而且对处理设备腐蚀性小;
6.对污染严重;含藻类;低温低浊经过微波后的污水净化处理效果显著;
7.投药量少,成本低廉,处理费用可节省20%-50%。
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