絮凝劑

絮凝劑是能夠降低或消除水中分散微粒的沉淀穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性，使分散微粒凝聚、絮凝成聚集體而除去的一類物質(zhì)。絮凝劑在污水處理領(lǐng)域作為強(qiáng)化固液分離的手段，可用于強(qiáng)化污水的初次沉淀、浮選處理及活性污泥法之后的二次沉淀，還可用污水三級(jí)處理或深度處理。當(dāng)用于剩余污泥脫水前的調(diào)理時(shí)，絮凝劑和助凝劑就變成了污泥調(diào)理劑或脫水劑，而用于乳化油的處理時(shí)又成為破乳劑。按照化學(xué)成分，絮凝劑可分為無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝別以及微生物絮凝劑三大類。

1.無機(jī)絮凝劑

無機(jī)絮凝劑包括鋁鹽、鐵鹽及其聚合物，具有原料易得，制備簡便、價(jià)格便宜、處理效果適中等特點(diǎn)，因而在水處理中應(yīng)用較多。在工業(yè)廢水及污水處理中應(yīng)用較多的是鋁、鐵和硅類的無機(jī)高分子絮凝劑，其中廣泛使用的為聚合氯化鋁PAC。

聚合氯化鋁（PAC),又稱堿式氯化鋁。三氧化二鋁含量和堿化度是衡量聚合氯化鋁性能的兩個(gè)指標(biāo)。三氧化二鋁含量10%的液體PAC，相對(duì)密度身1.2。由于聚合氯化鋁可以看做是A1C13逐步水解轉(zhuǎn)化為ai(oh)3過程中的中間產(chǎn)物，也就是其中C1-逐步被羥基0H_取代的各種產(chǎn)物。聚合氯化鋁的某種形態(tài)中羥基化程度就是堿化度，堿化度是聚合氯化鋁中羥基當(dāng)量與鋁的當(dāng)量之比。聚合氯化鋁的聚合度、電荷量、混凝效果、成品的pH值、使用時(shí)的稀釋率和儲(chǔ)存的穩(wěn)定性等都與堿化度有密切關(guān)系。常用聚合氯化鋁的堿化度多為50%~80%,堿化度越高的聚合氯化鋁吸附架橋能力越好，但因接近[Al(OH)3]„而易產(chǎn)生沉淀，因此穩(wěn)定性也較差。

絮凝劑的選擇主要取決于水中膠體和懸浮物的性質(zhì)及濃度，如果水中污染物顆粒細(xì)小，主要呈膠體狀態(tài)，則應(yīng)首選鐵鹽絮凝劑。普通鐵鹽、鋁鹽的投加范圍是10~100mg/L，聚合鹽為普通鹽投加量的1/2~1/3。當(dāng)使用多種絮凝劑時(shí)，需要通過試驗(yàn)確定佳投加順序。

水中的H+和OH-參與絮凝劑的水解反應(yīng)，因此，pH值強(qiáng)烈影響絮凝劑的水解速度、水解產(chǎn)物的存在形態(tài)和性能。水的堿度對(duì)pH值有緩沖作用，當(dāng)堿度不夠時(shí)，應(yīng)添加石灰等藥劑予以補(bǔ)充。當(dāng)水的pH值偏高時(shí)，則需要加酸調(diào)整pH值到中性。

絮凝劑的水解多是吸熱反應(yīng)，水溫較低時(shí)，水解速度慢且不完全，而且水的粘度大不利于混凝絮體的相互粘合。此時(shí)即使增加絮凝劑的投加量，絮體的形成還是很緩慢，而且結(jié)構(gòu)松散、顆粒細(xì)小。

水中雜質(zhì)顆粒大小參差不齊對(duì)混凝有利，細(xì)小而均勻會(huì)導(dǎo)致混凝效果很差。水中雜質(zhì)顆粒含有大量有機(jī)物時(shí)，混凝效果會(huì)變差，需要增加投藥量或投加氧化劑等起助凝作用的藥劑。水中的鈣鎂離子、硫化物、磷化物一般對(duì)混凝有利，而某些陰離子、表面活性物質(zhì)對(duì)混凝有不利影響。

2.有機(jī)高分子絮凝劑

污水處理中使用的有機(jī)髙分子絮凝劑都是水溶性的線型高分子物質(zhì)，每個(gè)大分子由許多包含帶電基團(tuán)的重復(fù)單元組成，因而也稱為聚電解質(zhì)。包含帶正電基團(tuán)的為陽離子型聚電解質(zhì)，包含帶負(fù)電基團(tuán)的為陰離子型聚電解質(zhì)，既包含帶正電基團(tuán)又包含帶負(fù)電基團(tuán)，稱之為非離子型聚電解質(zhì)。我國目前生產(chǎn)的人工合成有機(jī)高分子絮凝劑中80%是聚丙烯酰胺類產(chǎn)品。從相對(duì)分子質(zhì)量(簡稱為分子量）大小可以分為低分子聚丙烯酰胺（分子量在100萬以下）；中分子聚丙烯酰胺（分子量在100萬至1000萬）；高分子聚丙烯酰胺(分子量在1000萬至1500萬）；超高分子聚丙烯酰胺(分子量在1700萬以上）。

固體有機(jī)高分子絮凝劑容易吸水潮解成塊，必須使用防水包裝，保存地點(diǎn)也必須干燥，避免露天存放。有機(jī)高分子絮凝劑固體產(chǎn)品或高濃度液體產(chǎn)品在使用之前必須配制成水溶液再投加待處理水中。配制水溶液的溶藥池必須安裝機(jī)械攪拌設(shè)備，溶藥連續(xù)攪拌時(shí)間要控制在30min以上。水溶液的濃度一般為0.1%左右，再高，溶液的粘度增大，投加困難，再低，需要的溶液池體積又會(huì)過大。溶藥使用的水中應(yīng)盡量避免含有大量的懸浮物，以避免有機(jī)高分子絮凝劑與這些懸浮物進(jìn)行絮凝反應(yīng)形成帆花，影響投加后的使用效果。

對(duì)固體有機(jī)高分子絮凝劑進(jìn)行溶解時(shí)，固體顆粒的投加點(diǎn)一定要在水流紊動(dòng)強(qiáng)烈的地方，同時(shí)一定要以小投加量向溶藥池中緩慢投人，使固體顆粒分散進(jìn)入水中，以防固體投加量太快在水中分散不及而相互粘結(jié)形成團(tuán)塊，團(tuán)塊的結(jié)構(gòu)是內(nèi)部有固體顆粒、外部包圍部分水解物，這樣的團(tuán)塊一旦形成，往往要花費(fèi)很長時(shí)間才能再均勻地溶入水中，在連續(xù)溶藥池中甚至可以存在長達(dá)數(shù)天。

固體顆粒的投加點(diǎn)一定要遠(yuǎn)離機(jī)械攪拌器的攪拌軸，因?yàn)閿嚢栎S通常是溶藥池中水流紊動(dòng)性差的地方，溶解不充分的有機(jī)高分子絮凝劑經(jīng)常會(huì)附著在軸上，日益積累，有時(shí)可以形成相當(dāng)大的粘團(tuán)，如果不及時(shí)認(rèn)真地予以清理，粘團(tuán)會(huì)越變?cè)酱�，影響范圍也就越來越大�?/span>

3.絮凝劑種類和投加量的確定

使用混凝法處理任何污水，都存在佳絮凝劑和佳投藥量。由于影響因素較多，一般通過混凝燒杯攪拌試驗(yàn)來取得相應(yīng)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)包括快速攪拌、慢速攪拌和靜止沉降三個(gè)步驟：投人的絮凝劑經(jīng)過快速攪拌迅速分散并與水樣中的膠粒相接觸，膠粒開始凝聚并產(chǎn)生微絮體；通過慢速攪拌，微絮體進(jìn)一步互相接觸長成較大的顆粒；停止攪拌后，形成的膠粒聚集體依靠重力自然沉降至燒杯底部。通過對(duì)混凝效果的綜合評(píng)價(jià)，如絮凝體沉降性、上清液濁度、COD&、色度、PH值等，確定合適的絮凝劑品種及其佳用量。試驗(yàn)時(shí)要做到所用原水與實(shí)際水質(zhì)完全相同，絮凝劑的種類、投加量、投加順序和水力條件（主要是GT值）必須相同或接近。

試驗(yàn)多用六聯(lián)攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)時(shí)間可以預(yù)先設(shè)定，能自動(dòng)工作。一般試驗(yàn)按快速攪動(dòng)2min,n= [#]00r/min; 慢速攪動(dòng)3min,n= [#]0r/mino試驗(yàn)時(shí)在6個(gè)lOOOmL大燒杯中加入1L原水后，分別放在六個(gè)轉(zhuǎn)軸的正下方，將轉(zhuǎn)軸下移到底；再在連接在一水平轉(zhuǎn)軸上的6個(gè)小玻璃燒杯內(nèi)，依次加人不同數(shù)量的藥液，轉(zhuǎn)動(dòng)水平軸，則小管內(nèi)的藥液同時(shí)倒人相應(yīng)的原水中。然后啟動(dòng)攪拌器使其自動(dòng)工作。攪動(dòng)自動(dòng)停止后，將葉片從燒杯中緩慢拉起，靜置20min,用移液管自水面下約10cm處，吸取水樣25mL，用濁度計(jì)測(cè)量上清液的濁度。以投藥量為橫坐標(biāo)，上清液的剩余濁度為縱坐標(biāo)，繪制成曲線將不同絮凝劑的效果進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)除濁效果和綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)多方面因素，選擇確定處理這種污水的絮凝劑。