廢水處理藥劑知識詳解

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(wěn)定性，絮凝劑投加到水中后水解成帶電膠體與其周圍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，促進水中膠體雜質顆粒與絮凝劑水解成的膠團的碰撞機會和次數(shù)。水中的雜質顆粒在絮凝劑的作用下首先失去穩(wěn)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。

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

二、絮凝劑的種類介紹

       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。按照化學成分，絮凝劑可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑以及微生物絮凝劑三大類。

        在實際應用中，往往根據(jù)無機絮凝劑和有機絮凝劑性質的不同，把它們加以復合，制成無機有機復合型絮凝劑。微生物絮凝劑則是現(xiàn)代生物學與水處理技術相結合的產物，是當前絮凝劑研究發(fā)展和應用的一個重要方向。

三、無機高分子絮凝劑的種類構成

       鋁、鐵和硅類的無機高分子絮凝劑實際上分別是它們由水解、溶膠到沉淀過程的中間產物，即Al（Ⅲ）、Fe（Ⅲ）、Si（Ⅳ）的羥基和氧基聚合物。鋁和鐵是陽離子型荷正電，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(shù)百到數(shù)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(xiàn)。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。目前無機高分子絮凝劑的種類已有幾十種（主要品種見表8--1），產量也達到絮凝劑總產量的30%～60%，其中廣泛使用的為聚合氯化鋁。

四、無機絮凝劑硫酸鋁的特點分析

       硫酸鋁是目前世界上使用最多的絮凝劑，全世界年產硫酸鋁約500萬噸，其中將近一半用于水處理領域。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，處理軟水時，適宜pH值為5～6.6，處理中硬水時，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、無機高分子絮凝劑的特點分析

       IPF的優(yōu)點反映在它比傳統(tǒng)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）價格低廉。現(xiàn)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，無機高分子絮凝劑仍處于傳統(tǒng)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，而且還存在對進一步水解反應的不穩(wěn)定性問題。             IPF的這些弱點促進了各種復合型無機高分子絮凝劑的研究和開發(fā)。

六、無機絮凝劑三氯化鐵的特點分析

       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鐵離子逐級水解生成的各種羥基鐵離子來實現(xiàn)對水中雜質顆粒的絮凝，而羥基鐵離子的形成需要利用水中大量的羥基，因此使用過程中會消耗大量的堿，當原水堿度不夠時，需要補充石灰等堿源。

       硫酸亞鐵俗稱綠礬，形成絮凝體快而穩(wěn)定，沉淀時間短，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、無機絮凝劑的種類介紹

       一般來講，無機絮凝劑具有原料易得，制備簡便、價格便宜、處理效果適中等特點，因而在水處理中應用較多。

       傳統(tǒng)應用的無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、絮凝劑特點分析

       在應用傳統(tǒng)的絮凝劑時，可以使用投加助凝劑的方法來加強絮凝效果。例如把活化硅酸作為硫酸亞鐵、硫酸鋁等無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，無機高分子絮凝劑IPF其實就是把助凝劑與絮凝劑結合在一起制備然后合并投加來簡化用戶的操作。

       混凝處理通常置于固液分離設施前，與分離設施組合起來、有效地去除原水中的粒度為1nm～100μm的懸浮物和膠體物質，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去除率可高達90～95%，是最便宜而又高效的除磷方法。