絮凝剂

絮凝剂是能够降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性，使分散微粒凝聚、絮凝成聚集体而除去的一类物质。絮凝剂在污水处理领域作为强化固液分离的手段，可用于强化污水的初次沉淀、浮选处理及活性污泥法之后的二次沉淀，还可用污水三级处理或深度处理。当用于剩余污泥脱水前的调理时，絮凝剂和助凝剂就变成了污泥调理剂或脱水剂，而用于乳化油的处理时又成为破乳剂。按照化学成分，絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝别以及微生物絮凝剂三大类。

1.无机絮凝剂

无机絮凝剂包括铝盐、铁盐及其聚合物，具有原料易得，制备简便、价格便宜、处理效果适中等特点，因而在水处理中应用较多。在工业废水及污水处理中应用较多的是铝、铁和硅类的无机高分子絮凝剂，其中广泛使用的为聚合氯化铝PAC。

聚合氯化铝（PAC),又称碱式氯化铝。三氧化二铝含量和碱化度是衡量聚合氯化铝性能的两个指标。三氧化二铝含量10%的液体PAC，相对密度身1.2。由于聚合氯化铝可以看做是A1C13逐步水解转化为ai(oh)3过程中的中间产物，也就是其中C1-逐步被羟基0H_取代的各种产物。聚合氯化铝的某种形态中羟基化程度就是碱化度，碱化度是聚合氯化铝中羟基当量与铝的当量之比。聚合氯化铝的聚合度、电荷量、混凝效果、成品的pH值、使用时的稀释率和储存的稳定性等都与碱化度有密切关系。常用聚合氯化铝的碱化度多为50%~80%,碱化度越高的聚合氯化铝吸附架桥能力越好，但因接近[Al(OH)3]„而易产生沉淀，因此稳定性也较差。

絮凝剂的选择主要取决于水中胶体和悬浮物的性质及浓度，如果水中污染物颗粒细小，主要呈胶体状态，则应首选铁盐絮凝剂。普通铁盐、铝盐的投加范围是10~100mg/L，聚合盐为普通盐投加量的1/2~1/3。当使用多种絮凝剂时，需要通过试验确定佳投加顺序。

水中的H+和OH-参与絮凝剂的水解反应，因此，pH值强烈影响絮凝剂的水解速度、水解产物的存在形态和性能。水的碱度对pH值有缓冲作用，当碱度不够时，应添加石灰等药剂予以补充。当水的pH值偏高时，则需要加酸调整pH值到中性。

絮凝剂的水解多是吸热反应，水温较低时，水解速度慢且不完全，而且水的粘度大不利于混凝絮体的相互粘合。此时即使增加絮凝剂的投加量，絮体的形成还是很缓慢，而且结构松散、颗粒细小。

水中杂质颗粒大小参差不齐对混凝有利，细小而均匀会导致混凝效果很差。水中杂质颗粒含有大量有机物时，混凝效果会变差，需要增加投药量或投加氧化剂等起助凝作用的药剂。水中的钙镁离子、硫化物、磷化物一般对混凝有利，而某些阴离子、表面活性物质对混凝有不利影响。

2.有机高分子絮凝剂

污水处理中使用的有机髙分子絮凝剂都是水溶性的线型高分子物质，每个大分子由许多包含带电基团的重复单元组成，因而也称为聚电解质。包含带正电基团的为阳离子型聚电解质，包含带负电基团的为阴离子型聚电解质，既包含带正电基团又包含带负电基团，称之为非离子型聚电解质。我国目前生产的人工合成有机高分子絮凝剂中80%是聚丙烯酰胺类产品。从相对分子质量(简称为分子量）大小可以分为低分子聚丙烯酰胺（分子量在100万以下）；中分子聚丙烯酰胺（分子量在100万至1000万）；高分子聚丙烯酰胺(分子量在1000万至1500万）；超高分子聚丙烯酰胺(分子量在1700万以上）。

固体有机高分子絮凝剂容易吸水潮解成块，必须使用防水包装，保存地点也必须干燥，避免露天存放。有机高分子絮凝剂固体产品或高浓度液体产品在使用之前必须配制成水溶液再投加待处理水中。配制水溶液的溶药池必须安装机械搅拌设备，溶药连续搅拌时间要控制在30min以上。水溶液的浓度一般为0.1%左右，再高，溶液的粘度增大，投加困难，再低，需要的溶液池体积又会过大。溶药使用的水中应尽量避免含有大量的悬浮物，以避免有机高分子絮凝剂与这些悬浮物进行絮凝反应形成帆花，影响投加后的使用效果。

对固体有机高分子絮凝剂进行溶解时，固体颗粒的投加点一定要在水流紊动强烈的地方，同时一定要以小投加量向溶药池中缓慢投人，使固体颗粒分散进入水中，以防固体投加量太快在水中分散不及而相互粘结形成团块，团块的结构是内部有固体颗粒、外部包围部分水解物，这样的团块一旦形成，往往要花费很长时间才能再均匀地溶入水中，在连续溶药池中甚至可以存在长达数天。

固体颗粒的投加点一定要远离机械搅拌器的搅拌轴，因为搅拌轴通常是溶药池中水流紊动性差的地方，溶解不充分的有机高分子絮凝剂经常会附着在轴上，日益积累，有时可以形成相当大的粘团，如果不及时认真地予以清理，粘团会越变越大，影响范围也就越来越大。

3.絮凝剂种类和投加量的确定

使用混凝法处理任何污水，都存在佳絮凝剂和佳投药量。由于影响因素较多，一般通过混凝烧杯搅拌试验来取得相应数据。试验包括快速搅拌、慢速搅拌和静止沉降三个步骤：投人的絮凝剂经过快速搅拌迅速分散并与水样中的胶粒相接触，胶粒开始凝聚并产生微絮体；通过慢速搅拌，微絮体进一步互相接触长成较大的颗粒；停止搅拌后，形成的胶粒聚集体依靠重力自然沉降至烧杯底部。通过对混凝效果的综合评价，如絮凝体沉降性、上清液浊度、COD&、色度、PH值等，确定合适的絮凝剂品种及其佳用量。试验时要做到所用原水与实际水质完全相同，絮凝剂的种类、投加量、投加顺序和水力条件（主要是GT值）必须相同或接近。

试验多用六联搅拌机，转轴的旋转速度和旋转时间可以预先设定，能自动工作。一般试验按快速搅动2min,n= [#]00r/min; 慢速搅动3min,n= [#]0r/mino试验时在6个lOOOmL大烧杯中加入1L原水后，分别放在六个转轴的正下方，将转轴下移到底；再在连接在一水平转轴上的6个小玻璃烧杯内，依次加人不同数量的药液，转动水平轴，则小管内的药液同时倒人相应的原水中。然后启动搅拌器使其自动工作。搅动自动停止后，将叶片从烧杯中缓慢拉起，静置20min,用移液管自水面下约10cm处，吸取水样25mL，用浊度计测量上清液的浊度。以投药量为横坐标，上清液的剩余浊度为纵坐标，绘制成曲线将不同絮凝剂的效果进行对比，根据除浊效果和综合技术经济多方面因素，选择确定处理这种污水的絮凝剂。