一． 絮凝劑的原理與分類

作用

投加絮凝劑的作用主要是用來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懸浮物，強(qiáng)化固液分離的一種手段。

原理

水中懸浮的顆粒粒徑小到一定程度時(shí)，其布朗運(yùn)動(dòng)的能量足以阻止重力的作用，而使顆粒不發(fā)生沉降。而且，微小顆粒表面一般都帶相同的負(fù)電荷，同種電荷之間的斥力顆粒不易合并變大，從而增加了懸浮液的穩(wěn)定性。絮凝劑為有機(jī)聚合物，并且有特定的電荷。絮凝過程就是加入正電荷，使顆?！懊摲€(wěn)”。顆粒間通過碰撞，相互吸引，結(jié)合變大，從而強(qiáng)化顆粒的沉淀效果。

分類

1.無機(jī)高分子絮凝劑最常用的有PAC(聚合氯化鋁)、PFS（聚合硫酸鐵）；易容于水，具有一定的腐蝕性。可以以溶液形式投加，也可以以顆粒形式投加。

2.有機(jī)高分子絮凝劑最常用的為PAM(聚丙烯酰胺)；可溶于水，但溶解速度很慢，一般先配制成溶液后投加。分為陰離子型和陽離子型。陰離子型一般用于污水絮凝劑，陽離子型一般用于污泥脫水。PAM易吸水潮解成塊，保存地點(diǎn)必須干燥。

二、影響絮凝劑使用的因素

(1)水的pH值

水的pH值對(duì)無機(jī)絮凝劑的使用效果影響很大，pH值的大小關(guān)系到選用絮凝劑的種類、投加量和混凝沉淀效果。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。

以通過生成Al(OH)3帶電膠體實(shí)現(xiàn)混凝作用的鋁鹽為例，當(dāng)pH值﹤4時(shí)，Al3+不能大量水解成Al(OH)3，主要以Al3+離子的形式存在，混凝效果極差。pH值在6.5～7.5之間時(shí)，Al3+水解聚合成聚合度很大的Al(OH)3中性膠體，混凝效果較好。pH值﹥8后，Al3+水解成AlO2-，混凝效果又變得很差。

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。相比之下，高分子絮凝劑受pH值的影響較小。

(2)水溫

水溫影響絮凝劑的水解速度和礬花形成的速度及結(jié)構(gòu)?；炷乃舛嗍俏鼰岱磻?yīng)，水溫較低時(shí)，水解速度慢且不完全。

低溫情況下，水的粘度大，布朗運(yùn)動(dòng)減弱，絮凝劑膠體顆粒與水中雜質(zhì)顆粒的碰撞次數(shù)減少，同時(shí)水的剪切力增大，阻礙混凝絮體的相互粘合;因此，盡管增加了絮凝劑的投加量，絮體的形成還是很緩慢，而且結(jié)構(gòu)松散、顆粒細(xì)小，難以去除。

低溫對(duì)高分子絮凝劑的影響較小。但要注意的是，使用有機(jī)高分子絮凝劑時(shí)，水溫不能過高，高溫容易使有機(jī)高分子絮凝劑老化甚至分解生成不溶性物質(zhì)，從而降低混凝效果。

(3)水中雜質(zhì)成分

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。雜質(zhì)顆粒濃度過低往往對(duì)混凝不利，此時(shí)回流沉淀物或投加助凝劑可提高混凝效果。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。

(4)絮凝劑種類

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。如果水中污染物主要呈膠體狀態(tài)，則應(yīng)首選無機(jī)絮凝劑使其脫穩(wěn)凝聚，如果絮體細(xì)小，則需要投加高分子絮凝劑或配合使用活化硅膠等助凝劑。

很多情況下，將無機(jī)絮凝劑與高分子絮凝劑聯(lián)合使用，可明顯提高混凝效果，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。對(duì)于高分子而言，鏈狀分子上所帶電荷量越大，電荷密度越高，鏈越能充分伸展，吸附架橋的作用范圍也就越大，混凝效果會(huì)越好。

(5)絮凝劑投加量

使用混凝法處理任何廢水，都存在最佳絮凝劑和最佳投藥量，通常都要通過試驗(yàn)確定，投加量過大可能造成膠體的再穩(wěn)定。一般普通鐵鹽、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，有機(jī)高分子絮凝劑的投加范圍是1～5mg/L。

(6)絮凝劑投加順序

當(dāng)使用多種絮凝劑時(shí)，需要通過試驗(yàn)確定最佳投加順序。一般來說，當(dāng)無機(jī)絮凝劑與有機(jī)絮凝劑并用時(shí)，應(yīng)先投加無機(jī)絮凝劑，再投加有機(jī)絮凝劑。

而處理雜質(zhì)顆粒尺寸在50μm以上時(shí)，常先投加有機(jī)絮凝劑吸附架橋，再投加無機(jī)絮凝劑壓縮雙電層使膠體脫穩(wěn)。

(7)水力條件

在混合階段，要求絮凝劑與水迅速均勻地混合，而到了反應(yīng)階段，既要?jiǎng)?chuàng)造足夠的碰撞機(jī)會(huì)和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)，又要防止已生成的小絮體被打碎，因此攪拌強(qiáng)度要逐步減小，反應(yīng)時(shí)間要足夠長(zhǎng)。

三、絮凝劑的配制指南

1、PAC(聚合氯化鋁)

1) PAC為無機(jī)高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蝕性；

2) 根據(jù)原水水質(zhì)情況不同,使用前應(yīng)先做小試求得最佳用藥量(參考用量范圍:20-800ppm)

3) 為便于計(jì)算,實(shí)驗(yàn)小試溶液配置按重量體積比(W/V),一般以2～5%配為好。如配3%溶液:稱PAC3g,盛入洗凈的200ml量筒中,加清水約50ml,待溶解后再加水稀釋至100ml刻度,搖勻即可；

4) 使用時(shí)液體產(chǎn)品配成5-10%的水液,固體產(chǎn)品配成3-5%的水液(按商品重量計(jì)算)；

5) 使用配制時(shí)按固體:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解后,再加水稀釋至上述濃度即可；

6) 低于1%溶液易水解,會(huì)降低使用效果；濃度太高易造成浪費(fèi),不容易控制加藥量；

7) 加藥按求得的最佳投加量投加；

8) 運(yùn)行中注意觀察調(diào)整,如見沉淀池礬花少、余濁大，則投加量過少；如見沉淀池礬花大且上翻、余濁高，則加藥量過大，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整；

2、聚合硫酸鐵(PFS)

1）取原水1L，測(cè)定其PH值；

2）調(diào)整其PH值為6-9；

3）用2ml注射器抽取配制好的PFS溶液，在強(qiáng)力攪拌下加入水樣中，直至觀察到有大量礬花形成,然后緩慢攪拌，觀察沉淀情況。記下所加的PFS量，以此初步確定PFS的用量；

4）按照上述方法，將廢水調(diào)成不同PH值后做燒杯混凝試驗(yàn)，以確定最佳用藥PH值；

5）若有條件，做不同攪拌條件下用藥量，以確定最佳的混凝攪拌條件；

6）根據(jù)以上步驟所做試驗(yàn)，可確定最佳加藥量，混凝攪拌條件等。

3、聚丙烯酰胺(PAM)

1) PAM是有機(jī)高分子化合物，可分為陰離子型，陽離子型和非離子型，為白色粉末或顆粒，可溶于水，但溶解速度很慢；

2) 陰離子型一般用于廢水處理絮凝劑，陽離子型一般用于污泥脫水；

3) 作為絮凝劑時(shí)用藥量一般為1-2ppm，即每處理1噸廢水用藥量約為1-2g；

4) 使用時(shí)陰離子型一般配制成0.1%左右的水溶液，陽離子型可配制成0.1%-0.5%；

5) 配制溶液時(shí)應(yīng)先在溶解槽中加水，然后開啟攪拌機(jī)，再將PAM沿著漩渦緩慢加入，PAM不能一次性快速投入，否則的話PAM會(huì)結(jié)塊形成“魚眼”而不能溶解；

6) 加完P(guān)AM后一般應(yīng)繼續(xù)攪拌30min以上，以確保其充分溶解；

7) 溶解后的PAM應(yīng)盡快使用，陰離子型一般不要超過36h，陽離子型溶解后很容易水解，應(yīng)24h內(nèi)使用。

來源丨給排水處理技術(shù)與應(yīng)用