食品廢水的混凝沉淀法
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混凝就是在食品廢水中預(yù)先投加化學(xué)藥劑來(lái)破壞膠體的穩(wěn)定性，使廢水中的膠體和細(xì)小懸渾物聚集成具有可分離性的絮凝體，再加以分離除去的過(guò)程。
1.混凝法基本原理
混凝法基本原理是在食品廢水中投人混凝劑與廢水中的膠體物質(zhì)發(fā)生電中和，形成絮狀沉降。混凝沉淀可以去除廢水中的粒徑為10—6?10-3mm的細(xì)小懸浮顆粒，并且能夠去除色度、油分、微生物、氮和磷等富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬以及有機(jī)物等。
混凝劑進(jìn)人廢水后，膠體因5電位降低或消除，破壞了顆粒的穩(wěn)定狀態(tài)（稱(chēng)脫穩(wěn)）。脫穩(wěn)的顆粒相互聚集為較大顆粒的過(guò)程稱(chēng)為凝聚。禾經(jīng)脫穩(wěn)的膠體也可形成大的顆粒，這種現(xiàn)象稱(chēng)為絮凝。
不同的混凝劑能使膠體以不同的方式脫穩(wěn)、凝聚或絮凝。按機(jī)理，混凝可分為壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕4種。這4種機(jī)理，在水處理中可能是同時(shí)發(fā)揮作用，也可能交叉發(fā)揮作用，只是在一定情況下以某種機(jī)理為主而已。
2.影響混凝效果的因素
在廢水的混凝沉淀處理過(guò)程中，主要有以下幾方面因素影響混凝效果。
(1)水質(zhì)的影響廢水濁度、pH、水溫等都會(huì)影響混凝效果。濁度過(guò)高或過(guò)低都不利于混凝，濁度不同，所需的混凝劑用量也不同；廢水pH不同對(duì)混凝效果也有影響，對(duì)金屬鹽類(lèi)，pH影響其在水中水解產(chǎn)物的種類(lèi)與數(shù)量，一般在pH為
5.5?8.0時(shí)有較高脫除率；對(duì)于人工合成高分子混凝劑，則影響其活性基團(tuán)的性質(zhì)；水溫會(huì)影響無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的水解，水脫低，水解反應(yīng)慢。另外水溫低，水的黏度增大，布朗運(yùn)動(dòng)減弱，混凝效果下降。但溫度也不是越高越好，當(dāng)溫度超過(guò)90°C時(shí)，易使高分子絮凝劑老化或分解生成不溶性物質(zhì)，反而降低混凝效果。
(2)混凝劑投加量的影響混凝劑投加量有其最佳值，混凝劑投加量不足，則水中雜質(zhì)未能充分脫穩(wěn)去除，加人太多則會(huì)再穩(wěn)定。
(3)水力條件的影響混凝的過(guò)程是混凝劑與膠粒發(fā)生反應(yīng)并逐步凝聚在一起的過(guò)程，一般混凝過(guò)程分為混合與反應(yīng)兩個(gè)階段，混合階段持續(xù)大約10?30s，一般不超過(guò)2min，其速度梯度G=700?1000s-、主要是使藥劑迅速而均勻地?cái)U(kuò)散到水中，反應(yīng)階段通常為10?30min，其平均速度梯度的值為10?75s-1(通常30?60s-1),其速度梯度G=104?105，主要是使水中微粒凝聚成礬花并增大而沉淀（或上浮）的過(guò)程。水流紊動(dòng)過(guò)于緩慢，則混凝劑與膠粒反應(yīng)速度太小，而紊動(dòng)過(guò)于激烈則使結(jié)成的絮體重新破裂。
3.混凝劑和助凝劑
混凝劑按其化學(xué)成分可分為無(wú)機(jī)及有機(jī)兩大類(lèi)。常用的無(wú)機(jī)類(lèi)混凝劑包括低分子無(wú)機(jī)混凝劑（如硫酸鋁等）和高分子無(wú)機(jī)混凝劑（如聚合硫酸鐵等）。有機(jī)混凝劑分為天然有機(jī)混凝劑與人工合成有機(jī)高分子混凝劑。天然有機(jī)混凝劑是人類(lèi)使用較早的混凝劑，不過(guò)其用量遠(yuǎn)少于人工合成髙分子混凝劑，其原因在于天然高分子混凝劑電荷密度較小，相對(duì)分子質(zhì)量較低，且易發(fā)生生物降解而失去絮凝活性。人工合成有機(jī)高分子混凝劑的運(yùn)用更廣泛。人工合成有機(jī)高分子絮凝劑都是水溶性聚合物，重復(fù)單元中常包含帶電基團(tuán)，因而也被稱(chēng)為聚電解質(zhì)。聚電解質(zhì)又根據(jù)基團(tuán)所帶電荷情況的不同分為陽(yáng)離子型聚電解質(zhì)和陰離子型聚電解質(zhì)，以及兩性型聚電解質(zhì)和非離子型聚電解質(zhì)。
助凝劑是指與混凝劑一起使用，以促進(jìn)混凝過(guò)程的輔助藥劑。助凝劑本身可以起混凝作用，也可不起混凝作用。按其功能，助凝劑可分為3種。
(1)pH調(diào)整劑在食品廢水pH不符合工藝要求，或在投加混凝劑后PH有較大變化需投加pH調(diào)整劑。常用的pH調(diào)整劑包括石灰、硫酸、氫氧化鈉等。
(2)絮體結(jié)構(gòu)改良劑當(dāng)生成絮體小、松散且易碎時(shí)，可投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以改善絮體的結(jié)構(gòu)，增加其粒徑、密度和強(qiáng)度。如活性硅酸、黏土等。
(3)氧化劑當(dāng)廢水中有機(jī)物含量高時(shí)，易起泡沫，使絮凝體不易沉降，此時(shí)可投加氯氣、次氯酸鈉、臭氧等氧化劑來(lái)破壞有機(jī)物，以提高混凝效果。
4.混凝處理流程及設(shè)備
混凝處理流程包括投藥、混合、反應(yīng)及沉淀分離。
(1)投藥混凝劑的投藥分濕法和干法。相比較而言，濕法應(yīng)用較為廣泛，所謂濕法是先把藥劑配制成一定濃度的溶液，再投入被處理水中。而干法是把藥劑直接投放到被處理的水中。其優(yōu)點(diǎn)是占地少，缺點(diǎn)是對(duì)藥劑的粒度要求較高，投配量較難控制，對(duì)機(jī)械設(shè)備要求較高，同時(shí)勞動(dòng)條件也差。
(2)混合混合處理的關(guān)鍵就是快速而均勻。藥劑投入廢水中后發(fā)生水解反應(yīng)并產(chǎn)生異電荷膠體，與水中膠體和懸浮物接觸，形成細(xì)小的礬花，這一過(guò)程就是混合，大約在10?30s內(nèi)完成，一般不超過(guò)2min。快速是因混凝劑在廢水中發(fā)生水解反應(yīng)的速率很快，需要盡量造成急速擾動(dòng)以生成大量細(xì)小膠體，并不要求生產(chǎn)大顆粒；均勻是為了使化學(xué)反應(yīng)能在廢水中各部分得到均衡發(fā)展。
(3)反應(yīng)混合完成后，水中已產(chǎn)生細(xì)小絮體；但還未達(dá)到能自然沉降的粒度，反應(yīng)設(shè)備的任務(wù)就是使小絮體逐漸絮凝成大絮體。反應(yīng)設(shè)備應(yīng)有一定的停留時(shí)間和適當(dāng)?shù)臄嚢鑿?qiáng)度，以讓小絮體能相互碰撞，并防止產(chǎn)生大的絮體沉淀。
(4)沉淀分離沉淀分離是在澄清池中完成的。澄清池是能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)混凝劑與原水的混合、反應(yīng)、澄清合成一體的設(shè)備，圖3-3所示為機(jī)械加速澄清池。它具有效率高而尺寸小的優(yōu)點(diǎn)，它的缺點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管理比較復(fù)雜，出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定，對(duì)處理效果有影響。它利用的是接觸凝聚原理，在池中讓已經(jīng)生成的絮凝體懸浮在水中成為懸浮泥渣層（接觸凝聚區(qū)），當(dāng)投加混凝劑的水通過(guò)它時(shí)，廢水中新生成的微絮粒迅速吸附在懸浮泥渣上，從而達(dá)到良好的去除效果。
總的來(lái)講，由于混凝沉淀法具有許多優(yōu)點(diǎn)：污染物去除效率比較高；操作簡(jiǎn)單，處理費(fèi)用低；適用范圍廣等，已成為食品廢水處理最普遍采用的方法之一。
