微波化學(xué)污水處理技術(shù)藥劑概述
水處理劑主要是指工業(yè)、城建、環(huán)保等方面用于水處理工程的各種藥劑，其處理對象既涉及冷卻水、鍋爐水、空調(diào)水、城市供排水、工業(yè)廢水、反滲透制脫鹽水，也包括采油等各類工藝用水。水處理化學(xué)品按其功能可分為阻垢分散劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑、清洗劑、預(yù)膜劑、粘泥抑制劑、絮凝劑、脫色劑及污泥脫水劑等，這些藥劑針對不同系統(tǒng)及要求，組成最佳水處理配方及相應(yīng)配套處理技術(shù)來對水質(zhì)進(jìn)行處理，以滿足不同工業(yè)系統(tǒng)用水及排水要求。水處理化學(xué)品是搞好水處理的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是重要的技術(shù)保證。
高效、低毒或無毒的無機(jī)和有機(jī)高分子絮凝劑正逐步替代傳統(tǒng)絮凝劑。近年來，隨著水質(zhì)污染狀況加劇，用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提高，要求絮凝劑不僅有高效除垢功能，同時還應(yīng)具有去除COD、磷氮以及殺菌滅藻、氧化還原多種功能。因此，無毒、高電荷、高分子量陽離子有機(jī)絮凝劑、天然高分子絮凝劑、微生物絮凝劑將是今后產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)和趨勢。
我公司用的是自行研發(fā)的一號敏化劑， 就是按照各種水質(zhì)的要求的并按照不同的比例混合而成，并申報了國家專利。
因?yàn)楦鶕?jù)“極性分子理論”，微波不僅可以加快化學(xué)反應(yīng)，在一定條件下也能抑制反應(yīng)的進(jìn)行。除此之外，微波還可以改變反應(yīng)的途徑。微波對化學(xué)反應(yīng)的作用除了對反應(yīng)加熱引起反應(yīng)速率改變以外，還具有電磁場對反應(yīng)分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應(yīng)”。微波對反應(yīng)的作用程度除了與反應(yīng)類型有關(guān)外，還與微波的強(qiáng)度、頻率、調(diào)制方式及環(huán)境條件有關(guān)。此外，由于化學(xué)反應(yīng)是一個非平衡系統(tǒng)，舊的物質(zhì)在不斷消耗，新的物質(zhì)在不斷生成，各相界面可能發(fā)生隨機(jī)的變化；與此同時系統(tǒng)的宏觀電磁特性也在發(fā)生變化，而且在微波輻射下這種變化還與所用的微波緊密相關(guān)。
然而，許多污水中的有機(jī)化合物都不直接明顯地吸收微波，但可以利用某種強(qiáng)烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳給這些物質(zhì)而誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)。利用這些“敏化劑”就可以在微波輻射下實(shí)現(xiàn)某些催化反應(yīng)，這就是所謂微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)。高強(qiáng)度連續(xù)波微波輻射聚焦到某種“敏化劑”的表面，由于“敏化劑”表面點(diǎn)位與微波能的強(qiáng)烈相互作用，微波能將被轉(zhuǎn)變成熱能，從而使某些表面點(diǎn)位選擇性的被很快加熱至很高溫度（例如很容易超過1400℃）。盡管反應(yīng)其中的水沒有明顯升溫，但已產(chǎn)生高溫高壓的作用，當(dāng)水中的有機(jī)污染物與受激發(fā)的表面點(diǎn)位接觸時卻可發(fā)生反應(yīng)。“敏化劑”的作用不僅僅在于把熱能聚焦，而且還可以借它與反應(yīng)物和產(chǎn)物相互作用的選擇性而影響反應(yīng)的進(jìn)程。微波化學(xué)污水處理技術(shù)就是利用微波對化學(xué)反應(yīng)的這些作用，對水中的污染物通過物理及化學(xué)作用進(jìn)行降解、轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)污水凈化的目的。
1#藥劑通常為粉劑，我們稱其為敏化劑，呈強(qiáng)堿性，在運(yùn)輸、保存過程中一定要做防潮處理。實(shí)際應(yīng)用過程中，先把敏化劑跟水配成一定濃度的溶液，儲存到耐酸堿腐蝕的1#藥劑存儲器內(nèi)。為保證敏化劑的充分溶解和反應(yīng)。1#藥劑存儲器一般選擇PE材質(zhì)的塑料桶，容積根據(jù)用藥量而定。將1＃藥劑溶解成5％的溶液進(jìn)行投加，投加裝置為設(shè)備自帶的計量泵機(jī)組。投加量根據(jù)混合反應(yīng)器中的pH計的反饋信號，通過變頻裝置進(jìn)行控制完成，一般情況下控制pH值在10.5～11.5范圍內(nèi)，具體控制范圍可以現(xiàn)場調(diào)整。
每次配藥要足夠8小時使用，所以每次配藥量計算公式為：
T：配藥量
Q：工程的日處理量
a：噸水投藥量，由實(shí)驗(yàn)和調(diào)試中得出
從目前我們通過大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果來看，敏化劑中的物質(zhì)與水反應(yīng)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?yàn)檫@些生成物在水中對微波的敏感程度遠(yuǎn)高于水的本身。我們稱之為敏化劑。
敏化劑與污水的混合反應(yīng)程度，直接關(guān)系到微波對混合水體作用的效果。因此，我們通過大量實(shí)驗(yàn)，針對不同的污水，把敏化劑混合反應(yīng)時間設(shè)定為5～45分鐘，并據(jù)此設(shè)計了1#混合反應(yīng)罐。
我公司的敏化劑的生產(chǎn)經(jīng)過嚴(yán)格的選料、精密的加工、嚴(yán)格的配比等一系列的工藝，保質(zhì)保量的為微波污水處理工藝提供保障。
下圖為我公司敏化劑的生產(chǎn)設(shè)備和成品。
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| 內(nèi)蒙藥劑廠的生產(chǎn)設(shè)備及藥劑 |
1號藥劑投加方式：
為了使1號敏化劑在污水中反應(yīng)的更充分、更徹底、加快反應(yīng)的速度，也考慮投加的方便和快捷，因此把粉狀的敏化劑1號稀釋為液體，用計量加藥泵注入混合反應(yīng)罐體中。（在工藝流程中有更詳細(xì)的論述）
本公司自主研發(fā)、自己生產(chǎn)的一號敏化劑在實(shí)際工程中得到了大量的應(yīng)用。需求量越來越大，因此，我公司根據(jù)實(shí)際需求和公司的戰(zhàn)略規(guī)劃先后在內(nèi)蒙、深圳建立了敏化劑生產(chǎn)廠，為全國工程的順利進(jìn)行打下了良好的基礎(chǔ)。
微波化學(xué)污水處理工藝流程中采用的為二號添加劑，二號微波添加劑在水處理過程中，添加劑在微波的作用下，生成疏水性聚合體的表面積達(dá)1000m2/g，表面能積聚非常大，吸附能力也強(qiáng)，新生態(tài)的絮體表面活性更高，添加劑提供多種組分的核羥基絡(luò)合物時，各組分就開始對水中的膠體顆粒起多種混凝作用，使膠粒迅速脫穩(wěn)聚沉，在沉降過程中對膠體顆粒的吸附量大，有吸附共沉降作用且容易發(fā)生卷掃沉積現(xiàn)象，大大提高了混凝效果。具有投加藥量低，適應(yīng)水質(zhì)寬，經(jīng)過微波后絮凝速度快，礬花大，沉降迅速等優(yōu)點(diǎn)。
2＃藥劑為酸性溶液，可貯存后直接進(jìn)行計量投加。為保證加藥的連續(xù)性，設(shè)立貯罐1個。若2＃藥劑為干粉，則按照1：1的比例對其進(jìn)行溶液配置。2#藥劑存儲器一般選擇PE材質(zhì)的塑料桶，容積根據(jù)用藥量而定。為保證2#藥劑與污水充分混合，2#藥劑加入到管道混合器之前的管道。二號添加劑市場上有固體和液體兩種產(chǎn)品。
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1、 2號藥投加示意圖 |
考慮到微波化學(xué)污水處理工藝流程中實(shí)際應(yīng)用，及其添加的方便性，使用前將二號微波添加劑按一定濃度比（10-30%左右）將其溶于水，充分溶解后使用。將配好的溶液按最佳條件和藥量投入，經(jīng)充分混合后，調(diào)PH值至所適應(yīng)范圍（一般最佳范圍6--9），經(jīng)過微波后，迅速的得以沉淀分離。溶解設(shè)備和加藥設(shè)備應(yīng)用耐腐蝕材料。
之所以采用二號微波添加劑，還因?yàn)榕c其他無機(jī)絮凝劑相比具有以下特點(diǎn)：
1.投加到污水中，混合均勻后經(jīng)過微波，促進(jìn)了污水對微波的吸收，同時加劇了反應(yīng)的進(jìn)行，以此達(dá)到了固、液快速分離的效果。
2.新型；優(yōu)質(zhì)；是一種高效鐵鹽類無機(jī)高分子絮凝劑；
3.混凝性能優(yōu)良，經(jīng)過微波后礬花密實(shí)，沉降速度快；
4.凈水效果優(yōu)良，水質(zhì)好，不含鋁；氯及重金屬離子等有害物質(zhì)，經(jīng)過微波后亦無金屬離子的水向轉(zhuǎn)移，無毒，無害，安全可靠；
5.調(diào)節(jié)PH值的變化明顯，因?yàn)榧尤?號敏化劑后PH值為10—11之間，需要調(diào)節(jié)PH值范圍為6-9，而且對處理設(shè)備腐蝕性。
6.對污染嚴(yán)重；含藻類；低溫低濁經(jīng)過微波后的污水凈化處理效果顯著；
7.投藥量少，成本低廉，處理費(fèi)用可節(jié)省20%-50%。
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