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微懸浮物和膠體污染物，對于這類廢水必須首先投加化學藥劑來破壞膠體和細微懸浮物在水中形成的穩定分散系，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，凝聚為微絮體的過程，它包括膠體的脫穩，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. 混凝劑的混凝機理

投加的藥劑有無機多價金屬鹽類和有機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。我們常用的無機鹽有聚合氯化鋁和硫酸亞鐵，有機類的是聚丙烯酰胺（PAM）。

鋁、鐵鹽混凝劑的混凝機理十分復雜，簡單地說，是它們一系列離解和水解產物對水中膠體及細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捕作用的綜合結果。

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

聚合氯化鋁（簡稱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，m為聚合度，即鏈節的的數目，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理與鋁鹽類似。

聚丙烯酰胺（簡稱 PAM），俗稱絮凝劑或凝聚劑，屬于混凝劑。PAM的平均分子量從數千到數千萬以上，沿鍵狀分子有若干官能基團，在水中可大部分電離，屬于高分子電解質。根據它可離解基團的特性分為陰離子型聚丙烯酰胺、陽離子型聚丙烯酰胺、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、丙酮等一般有機溶劑，聚丙烯酰胺水溶液幾近是透明的粘稠液體，屬非危險品，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熱穩定性好；加熱到100℃穩定性良好，但在150℃以上時易分解產中氮氣，在分子間發生亞胺化作用而不溶于水，密度：1.302mg/l（23℃）。玻璃化溫度153℃，PAM在應力作用下表現出非牛頓流動性。

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

3. 反應條件及投加要求

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失去穩定，脫穩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) 反應條件

絮體長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因素：一是混凝劑水解后產生的高分子絡合物形成吸附架橋的聯結能力，這是由混凝劑的性質決定的；一是微小顆粒碰撞的幾率和如何控制它們進行合理的有效碰撞。水處理工程學科認為，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大得過快會出現兩個問題：(1)絮體長得過快其強度則減弱，在流動過程中遇到強的剪切就會使吸附架橋被剪斷，被剪斷的吸附架橋很難再連續起來，所以絮凝過程也是速度受限過程，隨著絮體的長大，水流速度應不斷減少，使已形成的絮體不易被打碎。(2)一些絮體過快的長大會使水中絮體比表面積急劇減少，一些反應不完善的小顆粒失去了反應條件，這些小顆粒與大顆粒碰撞幾率急劇減少，很難再長大起來，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前期，要盡可能增加藥劑與污水碰觸的機會，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折提高速度，使水中顆粒碰撞機會增加，使絮體凝聚。而到反應后期，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

構成加藥裝置的主要設備是：溶藥罐、儲藥罐、加藥攪拌器、加藥泵與計量等設備。具體規格型號（略）。

PAC配制方法及用量

配制時無特殊要求，配制溶液的重量比濃度一般為10-20%，應用時的投加量一般在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的使用形態為0.1-0.2%水溶液，用自來水配制，配置時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，并且要確保入水時都是分散的單獨顆粒，不形成團，不然，一旦形成大的顆粒團便很難繼續溶解了,形成了水包藥的大顆粒團。配制時要充分攪拌，使其溶解。配成的溶液容易水解，應在當天用完。

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、性質及處理設備等都有很大的關系，處理污水時的用量一般在3-10PPM之內，既每噸水加入3-10克，處理污泥時的用量要多一些，其最佳用量都要通過大量實驗取得。根據最佳用量濃度（PPM1欲投加聚丙烯酰胺濃度）和進水流量（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上的顯示數值（LPM），即：進水流量（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，加藥流量指示應該調在100/60*10/2=8.3LPM刻度上。

注意：ppm是百萬分之一；加藥泵流量計數值的單位中：右面的，LPM為升/分鐘；左面的，GPM為加侖/分鐘（不用）。

注意事項

1. 配制藥液時嚴格按照操作規程及使用說明書進行；

2. 雜物不得混入藥液中，以免堵塞加藥泵、流量計等；

3. 根據進水量與下達的投加藥劑通知單，要及時調整加藥量，達到最佳處理效果。