混凝劑的作用及常用藥劑

1. 混凝劑的作用

廢水中常常含有自然沉降法不能去除的細(xì)微懸浮物和膠體污染物，對(duì)于這類廢水必須首先投加化學(xué)藥劑來破壞膠體和細(xì)微懸浮物在水中形成的穩(wěn)定分散系，使其聚集為具有明顯沉淀性能的絮凝體，然后用重力法予以分離，這一過程包括凝聚和絮凝兩步驟，二者總稱為混凝。其中，凝聚是指使膠體、超膠體脫穩(wěn)，凝聚為微絮體的過程，它包括膠體的脫穩(wěn)，又包括顆粒的遷移和聚集；而絮凝則是微絮顆粒通過吸附、卷帶和橋連而更大的絮凝體的過程，它只包括顆粒的遷移和聚集。

2. 混凝劑的混凝機(jī)理

投加的藥劑有無機(jī)多價(jià)金屬鹽類和有機(jī)高分子聚合物兩大類。前者主要由鋁鹽和鉄鹽，后者主要有聚丙烯酰胺及其變形物。我們常用的無機(jī)鹽有聚合氯化鋁和硫酸亞鐵，有機(jī)類的是聚丙烯酰胺（PAM）。

鋁、鐵鹽混凝劑的混凝機(jī)理十分復(fù)雜，簡(jiǎn)單地說，是它們一系列離解和水解產(chǎn)物對(duì)水中膠體及細(xì)微懸浮物所具有的壓縮雙電層、電性中和以及吸附橋連和卷帶網(wǎng)捕作用的綜合結(jié)果。

鋁、鐵鹽混凝劑在水解過程中發(fā)揮以下三種作用：Al3+或Fe3+和低聚合度高電荷的多核絡(luò)離子的脫穩(wěn)凝聚作用；高聚合度絡(luò)離子的橋連絮凝作用以及以氫氧化物沉淀形態(tài)存在時(shí)的網(wǎng)捕絮凝作用，以上三種作用有時(shí)可能同時(shí)存在，但在不同條件下可能以某一種為主。通常在PH偏低、膠體及細(xì)微懸浮物濃度高、投加量尚不足的反應(yīng)初期，脫穩(wěn)凝聚是主要形式；在PH較高、污染物濃度低、投加量充分時(shí)，網(wǎng)捕作用是主要形式；而在pH和投加量適中時(shí)，橋連和絮凝成為主要形式。

聚合氯化鋁（簡(jiǎn)稱PAC），又稱為堿式氯化鋁或羥基氯化鋁。通過它或它的水解產(chǎn)物使污水或污泥中的膠體快速形成沉淀，便于分離的大顆粒沉淀物。PAC的分子式為[AL2(OH)nCl6-n]m，其中，n為1-5的任何整數(shù)，m為聚合度，即鏈節(jié)的的數(shù)目，m的值不大于10。PAC的混凝效果與其中的OH和AL的比值（n值大小）有密切關(guān)系，通常用堿化度表示，堿化度 B=[OH]/(3[AL])X100% 。B要求在40-60%，適宜的PH范圍5-9 。

鉄鹽混凝劑的水解過程及機(jī)理與鋁鹽類似。

聚丙烯酰胺（簡(jiǎn)稱 PAM），俗稱絮凝劑或凝聚劑，屬于混凝劑。PAM的平均分子量從數(shù)千到數(shù)千萬(wàn)以上，沿鍵狀分子有若干官能基團(tuán)，在水中可大部分電離，屬于高分子電解質(zhì)。根據(jù)它可離解基團(tuán)的特性分為陰離子型聚丙烯酰胺、陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺、和非離子型聚丙烯酰胺。PAM外觀為白色粉末，易溶于水，幾乎不溶于苯，乙醚、酯類、丙酮等一般有機(jī)溶劑，聚丙烯酰胺水溶液幾近是透明的粘稠液體，屬非危險(xiǎn)品，無毒、無腐蝕性，固體PAM有吸濕性，吸濕性隨離子度的增加而增加，PAM熱穩(wěn)定性好；加熱到100℃穩(wěn)定性良好，但在150℃以上時(shí)易分解產(chǎn)中氮?dú)猓诜肿娱g發(fā)生亞胺化作用而不溶于水，密度：1.302mg/l（23℃）。玻璃化溫度153℃，PAM在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出非牛頓流動(dòng)性。

陽(yáng)離子、陰離子的PAM分別適用于帶陰、陽(yáng)電荷的污水或污泥。生化法產(chǎn)生的活性污泥帶有陰電荷，應(yīng)該使用陽(yáng)離子型的。陰離子PAM用于帶有陽(yáng)電荷污水或污泥，如處理鋼鐵廠、電鍍廠、冶金、洗煤及除塵等污水時(shí)的效果較好。非離子型的對(duì)于陽(yáng)離子、陰離子都有較好的效果，但是，單價(jià)很貴，使處理成本增高。我廠二沉池的污泥用陽(yáng)離子型的PAM較為合適。

3. 反應(yīng)條件及投加要求

1) 絮凝池的作用

絮凝池的作用是：使混凝劑加入原水中后，與水體充分混合，水中的大部分膠體雜質(zhì)失去穩(wěn)定，脫穩(wěn)的膠體顆粒在絮凝池中相互碰撞、凝聚，最后形成可以用沉淀方法去除的絮體。

2) 反應(yīng)條件

絮體長(zhǎng)大過程是微小顆粒接觸與碰撞的過程。絮凝效果的好壞取決于下面兩個(gè)因素：一是混凝劑水解后產(chǎn)生的高分子絡(luò)合物形成吸附架橋的聯(lián)結(jié)能力，這是由混凝劑的性質(zhì)決定的；一是微小顆粒碰撞的幾率和如何控制它們進(jìn)行合理的有效碰撞。水處理工程學(xué)科認(rèn)為，要想增加碰撞幾率就必須增加速度梯度，增加速度梯度就必須增加水體的能耗，也就是增加絮凝池的流速，一方面，如果在絮凝中顆粒凝聚長(zhǎng)大得過快會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問題：(1)絮體長(zhǎng)得過快其強(qiáng)度則減弱，在流動(dòng)過程中遇到強(qiáng)的剪切就會(huì)使吸附架橋被剪斷，被剪斷的吸附架橋很難再連續(xù)起來，所以絮凝過程也是速度受限過程，隨著絮體的長(zhǎng)大，水流速度應(yīng)不斷減少，使已形成的絮體不易被打碎。(2)一些絮體過快的長(zhǎng)大會(huì)使水中絮體比表面積急劇減少，一些反應(yīng)不完善的小顆粒失去了反應(yīng)條件，這些小顆粒與大顆粒碰撞幾率急劇減少，很難再長(zhǎng)大起來，這些顆粒不僅不能為沉淀池所截留，也很難為濾池截留。

3) 投加要求

在投加混凝劑的反應(yīng)前期，要盡可能增加藥劑與污水碰觸的機(jī)會(huì)，加大攪拌或流速。依靠水流與折板碰撞及水流在折板間多次轉(zhuǎn)折提高速度，使水中顆粒碰撞機(jī)會(huì)增加，使絮體凝聚。而到反應(yīng)后期，為使速度梯度減小，可以得到較好的絮凝、沉淀效果。

PAM與PAC加藥裝置

構(gòu)成加藥裝置的主要設(shè)備是：溶藥罐、儲(chǔ)藥罐、加藥攪拌器、加藥泵與計(jì)量等設(shè)備。具體規(guī)格型號(hào)（略）。

PAC配制方法及用量

配制時(shí)無特殊要求，配制溶液的重量比濃度一般為10-20%，應(yīng)用時(shí)的投加量一般在200-300PPM左右（每升水中加入200-300mg的PAC）。

PAM配制方法及用量

1. 配制方法

PAM的使用形態(tài)為0.1-0.2%水溶液，用自來水配制，配置時(shí)必須注意的是一定要將PAM均勻、分散的落在不斷攪拌的水中，并且要確保入水時(shí)都是分散的單獨(dú)顆粒，不形成團(tuán)，不然，一旦形成大的顆粒團(tuán)便很難繼續(xù)溶解了,形成了水包藥的大顆粒團(tuán)。配制時(shí)要充分?jǐn)嚢瑁蛊淙芙狻Ｅ涑傻娜芤喝菀姿猓瑧?yīng)在當(dāng)天用完。

2. 加入量

污水或污泥中加入PAM后要有效混合，混合的時(shí)間一般在10-30秒，一般不超過2分鐘。PAM的具體使用量與污水或污泥中的膠體、懸浮物的濃度、性質(zhì)及處理設(shè)備等都有很大的關(guān)系，處理污水時(shí)的用量一般在3-10PPM之內(nèi)，既每噸水加入3-10克，處理污泥時(shí)的用量要多一些，其最佳用量都要通過大量實(shí)驗(yàn)取得。根據(jù)最佳用量濃度（PPM1欲投加聚丙烯酰胺濃度）和進(jìn)水流量（t/h）及所配置好的聚丙烯酰胺溶液濃度（PPM2配制的聚丙烯酰胺濃度），可求出加藥泵流量計(jì)上的顯示數(shù)值（LPM），即：進(jìn)水流量（t/h)/60×PPM1欲投加聚丙烯酰胺濃度 /PPM2配制的聚丙烯酰胺濃度。如，進(jìn)水量=100 t/h, 最佳用量PPM1=10ppm,配制濃度為2‰（3Kg藥溶解在1.5t水中），則，加藥流量指示應(yīng)該調(diào)在100/60*10/2=8.3LPM刻度上。

注意：ppm是百萬(wàn)分之一；加藥泵流量計(jì)數(shù)值的單位中：右面的，LPM為升/分鐘；左面的，GPM為加侖/分鐘（不用）。

注意事項(xiàng)

1. 配制藥液時(shí)嚴(yán)格按照操作規(guī)程及使用說明書進(jìn)行；

2. 雜物不得混入藥液中，以免堵塞加藥泵、流量計(jì)等；

3. 根據(jù)進(jìn)水量與下達(dá)的投加藥劑通知單，要及時(shí)調(diào)整加藥量，達(dá)到最佳處理效果。