廢水處理藥劑知識詳解（一）

一、絮凝劑的作用機理分析

水中膠體顆粒微小、表面水化和帶電使其具有穩定性，絮凝劑投加到水中后水解成帶電膠體與其周?chē)�的離子組成雙電層結構的膠團。采用投藥后快速攪拌的方式，促進(jìn)水中膠體雜質(zhì)顆粒與絮凝劑水解成的膠團的碰撞機會(huì )和次數。水中的雜質(zhì)顆粒在絮凝劑的作用下首先失去穩定性，然后相互凝聚成尺寸較大的顆粒，再在分離設施中沉淀下去或漂浮上來(lái)。

促使絮凝劑迅速向水中擴散，并與全部廢水混合均勻的過(guò)程就是混合。水中的雜質(zhì)顆粒與絮凝劑作用，通過(guò)壓縮雙電層和電中和等機理，失去或降低穩定性，生成微絮粒的過(guò)程稱(chēng)為凝聚。凝聚生成微絮粒在架橋物質(zhì)和水流的攪動(dòng)下，通過(guò)吸附架橋和沉淀物網(wǎng)捕等機理成長(cháng)為大絮體的過(guò)程稱(chēng)為絮凝。混合、凝聚和絮凝合起來(lái)稱(chēng)為混凝，混合過(guò)程一般在混合池中完成，凝聚和絮凝在反應池中進(jìn)行。

二、絮凝劑的種類(lèi)介紹

絮凝劑是能夠降低或消除水中分散微粒的沉淀穩定性和聚合穩定性，使分散微粒凝聚、絮凝成聚集體而除去的一類(lèi)物質(zhì)。按照化學(xué)成分，絮凝劑可分為無(wú)機絮凝劑、有機絮凝劑以及微生物絮凝劑三大類(lèi)。

在實(shí)際應用中，往往根據無(wú)機絮凝劑和有機絮凝劑性質(zhì)的不同，把它們加以復合，制成無(wú)機有機復合型絮凝劑。微生物絮凝劑則是現代生物學(xué)與水處理技術(shù)相結合的產(chǎn)物，是當前絮凝劑研究發(fā)展和應用的一個(gè)重要方向。

三、無(wú)機高分子絮凝劑的種類(lèi)構成

鋁、鐵和硅類(lèi)的無(wú)機高分子絮凝劑實(shí)際上分別是它們由水解、溶膠到沉淀過(guò)程的中間產(chǎn)物，即Al（Ⅲ）、Fe（Ⅲ）、Si（Ⅳ）的羥基和氧基聚合物。鋁和鐵是陽(yáng)離子型荷正電，硅是陰離子型荷負電，它們在水溶態(tài)的單元分子量約為數百到數千，可以相互結合成為具有分形結構的集聚體。它們的凝聚—絮凝過(guò)程是對水中顆粒物的電中和與粘附架橋兩種作用的綜合體現。水中懸浮顆粒的粒度在納米到微米級，大多帶負電荷，因此絮凝劑及其形態(tài)的電荷正負、電性強弱和分子量、聚集體的粒度大小是決定其絮凝效果的主要因素。目前無(wú)機高分子絮凝劑的種類(lèi)已有幾十種（主要品種見(jiàn)表8--1），產(chǎn)量也達到絮凝劑總產(chǎn)量的30%～60%，其中廣泛使用的為聚合氯化鋁。

四、無(wú)機絮凝劑硫酸鋁的特點(diǎn)分析

硫酸鋁是目前世界上使用最多的絮凝劑，全世界年產(chǎn)硫酸鋁約500萬(wàn)噸，其中將近一半用于水處理領(lǐng)域。市售硫酸鋁有固、液兩種形態(tài)，固態(tài)的又按其中不溶物的含量分為精制和粗制兩種，我國民間常用于飲用水凈化的固態(tài)產(chǎn)品明礬，就是硫酸鋁與硫酸鉀的復鹽，但在工業(yè)水及廢水處理中應用不多。

硫酸鋁適用的pH值范圍與原水的硬度有關(guān)，處理軟水時(shí)，適宜pH值為5～6.6，處理中硬水時(shí)，適宜pH值為6.6～7.2，處理高硬水，適宜pH值為7.2～7.8。硫酸鋁適用的水溫范圍是20oC～40oC，低于10oC時(shí)混凝效果很差。硫酸鋁的腐蝕性較小、使用方便，但水解反應慢，需要消耗一定的堿量。

五、無(wú)機高分子絮凝劑的特點(diǎn)分析

IPF的優(yōu)點(diǎn)反映在它比傳統絮凝劑如硫酸鋁、氯化鐵的效能更優(yōu)異，而比有機高分子絮凝劑（OPF）價(jià)格低廉。現在它成功地應用在給水、工業(yè)廢水以及城市污水的各種處理流程，包括預處理、中間處理和深度處理中，逐漸成為主流絮凝劑。但是，在形態(tài)、聚合度及相應的凝聚—絮凝效果方面，無(wú)機高分子絮凝劑仍處于傳統金屬鹽絮凝劑與有機高分子絮凝劑之間的位置。其分子量和粒度大小以及絮凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很多，而且還存在對進(jìn)一步水解反應的不穩定性問(wèn)題。 IPF的這些弱點(diǎn)促進(jìn)了各種復合型無(wú)機高分子絮凝劑的研究和開(kāi)發(fā)。

六、無(wú)機絮凝劑三氯化鐵的特點(diǎn)分析

三氯化鐵的適用pH值范圍是9～11，形成的絮體密度大，容易沉淀，低溫或高濁度時(shí)效果仍很好。固體三氯化鐵具有強烈的吸水性，腐蝕性較強，易腐蝕設備，對溶解和投加設備的防腐要求較高，具有刺激性氣味，操作條件較差。

三氯化鐵的作用機理是利用三價(jià)鐵離子逐級水解生成的各種羥基鐵離子來(lái)實(shí)現對水中雜質(zhì)顆粒的絮凝，而羥基鐵離子的形成需要利用水中大量的羥基，因此使用過(guò)程中會(huì )消耗大量的堿，當原水堿度不夠時(shí)，需要補充石灰等堿源。

硫酸亞鐵俗稱(chēng)綠礬，形成絮凝體快而穩定，沉淀時(shí)間短，適用于堿度高、濁度大的情況，但色度不易除凈，腐蝕性也較強。

七、無(wú)機絮凝劑的種類(lèi)介紹

一般來(lái)講，無(wú)機絮凝劑具有原料易得，制備簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜、處理效果適中等特點(diǎn)，因而在水處理中應用較多。

傳統應用的無(wú)機絮凝劑為低分子的鋁鹽和鐵鹽，鋁鹽主要有硫酸鋁（AL2（SO4）3∙18H2O）、明礬（AL2（SO4）3∙K2SO4∙24H2O）、鋁酸鈉（NaALO3），鐵鹽主要有三氯化鐵（FeCL3∙6H20）、硫酸亞鐵（FeSO4∙6H20）和硫酸鐵（Fe2（SO4）3∙2H20）。

八、絮凝劑特點(diǎn)分析

在應用傳統的絮凝劑時(shí)，可以使用投加助凝劑的方法來(lái)加強絮凝效果。例如把活化硅酸作為硫酸亞鐵、硫酸鋁等無(wú)機絮凝劑的助凝劑并分前后順序投加，可以取得很好的絮凝作用。因此，通俗地講，無(wú)機高分子絮凝劑IPF其實(shí)就是把助凝劑與絮凝劑結合在一起制備然后合并投加來(lái)簡(jiǎn)化用戶(hù)的操作。

混凝處理通常置于固液分離設施前，與分離設施組合起來(lái)、有效地去除原水中的粒度為1nm～100μm的懸浮物和膠體物質(zhì)，降低出水濁度和CODCr，可用在污水處理流程的預處理、深度處理，也可用于剩余污泥處理。混凝處理還可有效地去除水中的微生物、病原菌，并可去除污水中的乳化油、色度、重金屬離子及其他一些污染物，利用混凝沉淀處理污水中含有的磷時(shí)去除率可高達90～95%，是最便宜而又高效的除磷方法。