氯化钙除磷干货 | 废水处理药剂相关知识总结

废水处理化学品的类型

为了使废水处理后达到排放或回用的标准，在处理过程中需要使用多种化学品。根据用途不同，这些药品可分为以下几类：

絮凝剂

絮凝剂：有时也称为混凝剂，可作为强化固液分离的手段，用于初沉池、二沉池、浮选池、三级处理或深度处理等工艺环节。

絮凝剂的作用

絮凝剂作为污水处理领域加强固液分离的手段，可用于强化污水的初沉、气浮处理以及活性污泥法后的二次沉淀。也可用于污水的三级处理或深度处理。当在脱水前用于调节剩余污泥时，絮凝剂和混凝剂成为污泥调节剂或脱水剂。

在应用传统絮凝剂时，可通过添加混凝剂来增强絮凝效果。例如，活性硅酸可用作硫酸亚铁、硫酸铝等无机絮凝剂的助凝剂，依次添加，可达到良好的絮凝效果。因此，通俗地说，无机高分子絮凝剂IPF实际上是通过将混凝剂和絮凝剂混合在一起，然后将它们添加在一起来制备的，以简化用户的操作。

混凝处理通常置于固液分离设施之前，与分离设施相结合，有效去除原水中粒径为1nm～100μm的悬浮物和胶体物质，降低浊度和废水的CODCr。可用于污水处理工艺的准备过程。处理、深度处理，也可用于剩余污泥处理。混凝处理还可以有效去除水中的微生物和病原菌，并可以去除污水中的乳化油、色度、重金属离子等污染物。采用混凝沉淀法处理污水中的磷，污水中的磷去除率可达90%以上。 ~95%，是最便宜、最有效的除磷方法。

絮凝剂的作用机理

水中的胶体颗粒微小，表面水合并带电，使其稳定。絮凝剂加入水中后，水解成带电胶体和周围的离子，形成具有双电层结构的胶束。

加药后采用快速搅拌，以促进水中胶体杂质颗粒与絮凝剂水解形成的胶束碰撞的机会和次数。水中的杂质颗粒在絮凝剂的作用下首先失去稳定性，然后聚集成较大的颗粒，然后在分离设施中沉降或漂浮。

搅拌产生的速度梯度G与搅拌时间T的乘积GT可以间接表示整个反应时间内颗粒碰撞的总数。通过改变GT值可以控制混凝反应效果。一般GT值控制在104～105之间。考虑到杂质颗粒浓度对碰撞的影响，可以用GTC值作为表征混凝效果的控制参数，其中C表示污水中杂质颗粒的质量浓度，建议GTC值在100左右。

促使絮凝剂快速扩散到水中并与所有废水混合均匀的过程就是混合。水中的杂质颗粒通过双电层压缩、电中和等机制与絮凝剂相互作用，失去或降低其稳定性，产生微絮凝体的过程称为混凝。附聚产生的微絮凝体在架桥材料和水流的搅拌下，通过吸附架桥、截留沉积物等机制成长为大絮凝体的过程称为絮凝。混合、混凝和絮凝的结合称为混凝。混合过程一般在混合罐中完成，混凝、絮凝在反应罐中进行。

絮凝剂的种类

絮凝剂是一类能降低或消除分散颗粒在水中的沉降稳定性和聚合稳定性，使分散颗粒凝聚、絮凝成聚集体而被去除的物质。按化学成分，絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂三类。

无机絮凝剂包括铝盐、铁盐及其聚合物。

有机絮凝剂根据聚合单体带电基团的电荷性质可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型。按来源可分为合成高分子絮凝剂和天然高分子絮凝剂两大类。。

在实际应用中，常常将无机絮凝剂和有机絮凝剂根据其不同性能进行组合，形成无机-有机复合絮凝剂。微生物絮凝剂是现代生物学与水处理技术相结合的产物，是当前絮凝剂研究、开发和应用的一个重要方向。

无机絮凝剂的种类

传统使用的无机絮凝剂是低分子铝盐和铁盐。铝盐主要有硫酸铝(Al2(SO4)3∙18H2O)、明矾(Al2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O)、铝酸钠()，铁盐主要有氯化铁(FeCl3∙6H20)、硫酸亚铁(FeSO4·6H20) 和硫酸铁 (Fe2(SO4)3·2H20)。

一般来说，无机絮凝剂具有原料易得、制备简单、价格低廉、处理效果适中的特点，因此在水处理中得到广泛应用。

絮凝剂硫酸铝的特点

自19世纪末美国首次获得用于给水处理的硫酸铝专利以来，硫酸铝因其优异的混凝、沉淀性能而得到广泛应用。硫酸铝是目前世界上最常用的絮凝剂。世界硫酸铝年产量约为500万吨，其中近一半用于水处理。

市售硫酸铝有两种形式：固体和液体。固体形式根据不溶物的含量分为精制形式和粗制形式。明矾是我国常用于饮用水净化的固体产品，是硫酸铝和硫酸钾的化合物。盐，但在工业水和废水处理中并未广泛应用。

硫酸铝适用的pH值范围与原水硬度有关。处理软水时，适宜的pH值为5～6.6。处理中硬水时，适宜的pH值为6.6～7.2。处理高硬水时，适宜的pH值为7.2～7.8。硫酸铝的适用水温范围为20℃至40℃。低于10℃时混凝效果较差。硫酸铝腐蚀性较小，使用方便，但水解反应缓慢，需要一定量的碱。

絮凝剂三氯化铁的特点

三氯化铁是另一种常用的无机低分子混凝剂。其产品有深棕色固体晶体和浓度较高的液体。具有易溶于水、矾花大而重、沉降性能好、对温度、水质、pH值的适应范围广等优点。

三氯化铁适用的pH值范围为9～11。形成的絮凝体密度高，易沉淀。在低温或者高浊度的情况下效果还是很好的。固体氯化铁吸水性强，腐蚀性强，容易腐蚀设备。对溶解和加药设备防腐要求高，有刺激性气味，操作条件较差。

三氯化铁的作用机理是利用三价铁离子逐步水解产生的各种羟基铁离子来实现水中杂质颗粒的絮凝。羟基铁离子的形成需要利用水中大量的羟基，因此在使用过程中会出现一些问题。消耗大量的碱。当原水碱度不够时，需要补充石灰等碱源。

硫酸亚铁俗称绿矾，形成絮凝体快速稳定，沉淀时间短。适用于碱度高、浊度大的场合，但颜色较难去除，腐蚀性也较强。

无机高分子絮凝剂

无机高分子絮凝剂（IPF）是20世纪60年代以来发展起来的新型絮凝剂。目前，IPF的生产和应用在世界范围内取得了快速进展。

铝、铁、硅无机高分子絮凝剂实际上是它们从水解、溶胶到沉淀过程的中间产物，即Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物。。铝和铁是带正电的阳离子，而硅是带负电的阴离子。它们在水溶性状态下的单位分子量约为数百至数千，并且它们可以相互结合形成具有分形结构的聚集体。

它们的凝聚-絮凝过程是水中颗粒电中和和粘附架桥两种功能的综合体现。水中悬浮颗粒的粒径从纳米到微米不等，大多带负电。因此，絮凝剂的正负电荷及其形态、电气强度和分子量、聚集体的粒径是决定其絮凝效果的主要因素。目前无机高分子絮凝剂有几十种类型（主要品种见表8-1），产量已达到絮凝剂总产量的30%～60%。其中，应用广泛的是聚合氯化铝。

无机高分子絮凝剂的特点

Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物会进一步结合成聚集体，在一定条件下保持在水溶液中，其粒径大致在纳米级范围内，从而发挥团聚作用——絮凝作用将达到低剂量、高效率的效果。

如果我们比较它们的反应聚合速度，从Al→Fe→Si的变化往往更强，并且从羟基桥联到氧桥联的趋势也是如此。因此，铝聚合物反应更慢并且形式更稳定。水解铁聚合物反应迅速，往往会失去稳定性并沉淀。硅聚合物倾向于形成溶胶和凝胶颗粒。

IPF的优势体现在其比硫酸铝、氯化铁等传统絮凝剂性能更好，且价格比有机高分子絮凝剂（OPF）更低。现已成功应用于供水、工业废水和城市污水的各种处理工艺，包括预处理、中间处理和深度处理，并逐渐成为主流絮凝剂。但从形态、聚合度以及相应的混凝效果来看，无机高分子絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂和有机高分子絮凝剂之间。

其分子量、粒径和絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多，并且还存在进一步水解反应不稳定的问题。 IPF的这些弱点促进了各种复合无机高分子絮凝剂的研究和开发。

PAC的特点

聚合氯化铝（PAC），又称碱式氯化铝，化学式为Aln(OH)mCl3n-m。 PAC是一种多价电解质，可以显着降低水中粘土杂质（大部分带负电）的胶体电荷。由于其相对分子质量大，吸附能力强，形成的絮体较大，其絮凝沉降性能优于其他絮凝剂。

PAC聚合度高，添加后快速搅拌可大大缩短絮体形成时间。 PAC受水温影响较小，在低水温下使用效果良好。对水的pH值降低较小，适用pH范围广（pH=5～9范围内均可使用），无需加碱剂。 PAC的用量小，产生的泥浆量也少，使用、管理和操作都比较方便，对设备、管道等的腐蚀性也较小，因此PAC有逐步取代的趋势。硫酸铝在水处理领域的应用。其缺点是价格较高。

另外，从溶液化学的角度来看，PAC是铝盐水解-聚合-沉淀反应过程中的动力学中间产物。它在热力学上不稳定。一般情况下，液体PAC产品应在半年内使用完毕。添加某些无机盐（如CaCl2、MnCl2等）或聚合物（如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等）可以提高PAC的稳定性，增加内聚能力。

在生产技术方面，PAC制造过程中引入一种或几种不同的阴离子（如SO42-、PO43-等），利用聚合作用改变聚合物的结构和形态分布，一定程度上提高了PAC的稳定性和功效；如果在PAC制造过程中引入Fe3+等其他阳离子成分，则Al3+和Fe3+交错水解聚合，可生产复合絮凝剂聚合铝铁。

氧化铝含量是聚合氯化铝活性成分的量度。一般来说，絮凝剂产品的密度越大，氧化铝含量越高。一般来说，碱化程度越高，聚合氯化铝的吸附和架桥能力越好，但由于与[Al(OH)3]n接近，容易产生沉淀，因此稳定性也较差。

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PAC的碱度

因为聚合氯化铝可以看作AlCl3逐渐水解转化为Al(OH)3过程中的中间产物，即Cl-逐渐被羟基OH-取代的各种产物。某种形式的聚合氯化铝的羟基化程度即为碱化程度。碱化度是聚氯化铝中羟基当量与铝当量的比值。

实践证明，碱化程度是聚合氯化铝最重要的指标之一。聚合氯化铝的聚合度、电荷、混凝效果、成品的pH值、使用过程中的稀释率和储存稳定性都是重要因素。与碱化程度密切相关。常用聚合氯化铝的碱化度多为50%～80%。

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复合絮凝剂的特点及注意事项

复合絮凝剂的成分多种多样，其主要原料是铝盐、铁盐和硅酸盐。从制造工艺上看，可以预先单独进行羟基化聚合后混合，也可以先混合后羟基化聚合。然而，最终它们总是必须形成具有更高聚合度的羟基化无机聚合物形式才能获得优异的结果。絮凝作用。

复合药剂中的各组分对整体结构和混凝絮凝过程都会起到一定的作用，但在不同的方面，可能会产生积极或消极的影响。

IPF产品通常需要综合考虑三个因素：稳定性、电中和能力和吸附架桥能力。聚合铝、聚合铁絮凝剂的缺点是分子量和粒径不够高，聚集体的粘附和架桥能力不够强。因此，需要添加粒径较大的硅聚合物来增强絮凝性能。但添加阴离子硅聚合物后，整体电荷会减少，从而削弱电中和能力。

因此，即使目前的复合絮凝剂具有优良的制造质量，其效果也只能比聚合铝提高10%~30%。作为使用IPF的废水处理技术人员，了解不同类型复合絮凝剂的特性、适应性、优缺点同样重要。在选择最合适的絮凝剂和加药工艺操作程序时，只有根据废水水质的特点认真分析判断，才能达到最佳的处理效果。

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合成有机高分子絮凝剂

合成有机高分子絮凝剂多为聚丙烯、聚乙烯类物质，如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺等，这些絮凝剂都是水溶性线型高分子物质。每个大分子由许多含有带电基团的重复单元组成，因此也称为聚电解质。含有正电基团的为阳离子聚电解质，含有负电基团的为阴离子聚电解质。那些同时含有带正电基团和带负电基团的物质称为非离子聚电解质。

目前最常用的高分子絮凝剂是阴离子型的，只能对水中带负电的胶体杂质起到絮凝作用。通常它不能单独使用，而是与铝盐和铁盐组合使用。阳离子絮凝剂可以同时发挥混凝和絮凝功能，又可以单独使用，因此发展迅速。

目前我国多采用聚丙烯酰胺非离子聚合物，常与铁盐、铝盐结合使用。利用铁盐、铝盐对胶体颗粒的电中和作用和高分子絮凝剂优良的絮凝功能，得到了满意的处理效果。在使用中，聚丙烯酰胺具有用量小、混凝速度快、絮体颗粒大而强的特点。我国目前生产的合成有机高分子絮凝剂80%都是该产品。

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聚丙烯酰胺絮凝剂

聚丙烯酰胺PAM是目前应用最广泛的合成有机高分子絮凝剂，有时也用作混凝剂。生产聚丙烯酰胺的原料是聚丙烯腈{CH2-CHCN}n。在一定条件下，丙烯腈水解生成丙烯酰胺，然后丙烯酰胺进行悬浮聚合得到聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺是一种水溶性树脂，其产品有粒状固体和一定浓度的粘稠水溶液。

聚丙烯酰胺在水中的实际形式是无规卷曲。由于无规线团具有一定的粒径，并且其表面有一些酰胺基，因此可以具有相应的架桥和吸附能力，即具有一定的絮凝能力。

但由于聚丙烯酰胺的长链卷曲成线圈，桥联范围较小。两个酰胺基连接后，相互作用相互抵消，两个吸附位点丢失。此外，一些酰胺基团缠绕在线圈结构中。它的内部不能接触和吸附水中的杂质颗粒，因此其吸附能力不能充分发挥。

为了将键合的酰胺基重新分开，使内置的酰胺基暴露在外，人们尝试适当延长无规卷曲，甚至尝试在长分子链上添加一些带有阳离子或阴离子的基团。，同时提高吸附和架桥能力以及电中和和压缩双电层的效果。这样，以PAM为基础衍生出一系列不同性能的聚丙烯酰胺絮凝剂或混凝剂。

例如，在聚丙烯酰胺溶液中添加碱，会将某些链节上的酰胺基转化为羧酸钠。羧酸钠在水中易离解成钠离子，在支链上留下COO-基团，从而生成一些水解阴离子聚丙烯酰胺。

阴离子聚丙烯酰胺分子结构上的COO-基团使分子链带负电荷。它们相互排斥，将原来连接在一起的酰胺基拉开，使分子链逐渐由线圈状伸长为长链状，从而使结构的桥接范围扩大，絮凝能力提高。其作为助凝剂的优点更为突出。

阴离子聚丙烯酰胺的使用效果与其“水解度”有关。如果“水解度”太小，则混凝或助凝效果差，如果“水解度”太高，则生产成本增加。

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阴离子聚丙烯酰胺

阴离子聚丙烯酰胺的“水解度”是PAM分子中酰胺基在水解过程中转化为羧基的百分比。但由于羧基的数量很难确定，因此实际应用中常用“水解比”，即水解时氢氧化钠用量与PAM用量之比。按重量比测定。

如果水解比例太大，加碱成本就高。如果水解比例太小，则反应不充分，阴离子聚丙烯酰胺的混凝或助凝效果较差。一般水解率控制在20%左右，水解时间控制在2～4小时。

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影响絮凝剂使用的因素

(1)水的pH值

水的pH值对无机絮凝剂的效果影响很大。 pH值与絮凝剂的种类、用量及混凝沉降效果有关。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率、水解产物的存在形式和性能。

以通过生成Al(OH)3带电胶体实现混凝的铝盐为例，当pH值

水的碱度对pH值有缓冲作用。当碱度不足时，应添加石灰等化学品来补充。当水的pH值较高时，需要加酸将pH值调节至中性。相比之下，高分子絮凝剂受pH值的影响较小。

(2)水温

水温影响絮凝剂的水解速率以及矾花形成的速率和结构。混凝的水解大部分是吸热反应。水温低时，水解速度慢且不完全。

低温时，水的粘度高，布朗运动减弱，絮凝剂的胶体颗粒与水中杂质颗粒的碰撞次数减少。同时，水的剪切力增大，阻碍了凝结絮凝体的相互粘附；因此，尽管增加絮凝剂的添加量，絮体的形成仍然很慢，而且结构疏松、颗粒细小，难以去除。

低温对高分子絮凝剂影响不大。但需要注意的是，使用有机高分子絮凝剂时，水温不宜过高。高温容易导致有机高分子絮凝剂老化甚至分解成不溶物，从而降低混凝效果。

(3)水中的杂质成分

水中杂质颗粒大小不均匀有利于混凝，而杂质颗粒小而均匀则会导致混凝效果差。杂质颗粒浓度太低往往不利于混凝。此时，回流沉淀物或添加助凝剂可提高混凝效果。当水中的杂质颗粒含有大量有机物时，混凝效果会变差，需要加大投加量或添加氧化剂等助凝剂。水中的钙、镁离子、硫化物、磷化物一般有利于混凝，而某些阴离子和表面活性物质则对混凝有不利影响。

(4)絮凝剂的种类

絮凝剂的选择主要取决于水中胶体和悬浮物的性质和浓度。如果水中的污染物主要呈胶体状态，应优先选用无机絮凝剂，使其不稳定并凝聚。如果絮体较小，需配合使用高分子絮凝剂或活性硅胶等混凝剂。

很多时候，无机絮凝剂与高分子絮凝剂联合使用，可以显着提高混凝效果，扩大应用范围。对于聚合物来说，链分子上的电荷越大，电荷密度越高，链的伸展越充分，吸附和架桥的范围越广，混凝效果越好。

(5)絮凝剂用量

使用混凝处理任何废水时，都存在一个最佳絮凝剂和最佳投加量，通常通过实验确定。过量的剂量可能会导致胶体重新稳定。一般普通铁盐、铝盐投加量范围为10～100mg/L，聚合物盐投加量范围为普通盐的1/2～1/3，有机高分子絮凝剂投加量范围为1～5mg/L。 L。。

(6)絮凝剂投加顺序

使用多种絮凝剂时，需要通过实验确定最佳投加顺序。一般来说，当无机絮凝剂和有机絮凝剂一起使用时，应先添加无机絮凝剂，然后添加有机絮凝剂。

处理50μm以上的杂质粒径时，常先加入有机絮凝剂进行吸附、架桥，然后加入无机絮凝剂压缩双电层，使胶体不稳定。

(7)水力条件

在混合阶段，要求絮凝剂和水快速、均匀地混合。在反应阶段，要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件，让絮体有充分的生长机会，并防止生成的小絮体被吸附。破碎时，应逐渐减弱搅拌强度，反应时间应足够长。

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天然有机高分子絮凝剂

天然有机高分子絮凝剂在水处理中的应用有着悠久的历史。时至今日，天然高分子化合物仍然是一类重要的絮凝剂，但用量远低于合成高分子絮凝剂。原因是天然高分子絮凝剂电荷密度小、分子量低，容易发生生物降解而丧失絮凝活性。

与合成絮凝剂相比，天然有机高分子絮凝剂毒性低，提取工艺简单。它们的化学成分和生产过程都与自然和谐相处。因此，对这些自然资源的研究和利用作为水处理化学品已成为当前的热点，这与全球重视合理利用资源、保护和改善环境密不可分。

目前，天然高分子絮凝剂的种类很多。按其主要天然成分（包括用于改性的基质成分）可分为：壳聚糖絮凝剂、变性淀粉絮凝剂、改性纤维素絮凝剂、木基絮凝剂等。素食絮凝剂、树胶絮凝剂、藻胶絮凝剂、动物性絮凝剂胶水、明胶絮凝剂等

大多数这些天然聚合物具有多糖结构。淀粉主链仅含有一个单糖结构，是同多糖；壳聚糖、树胶、藻胶等含有多种单糖结构，属杂多糖；木质素是一种特殊的芳香族天然聚合物；动物胶和明胶都是蛋白质物质。

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高分子有机絮凝剂的注意事项

有机高分子絮凝剂是具有螺旋结构的长链高分子。它们必须在水中经历溶胀过程。固体产品或高浓度液体产品在使用前必须先配制成水溶液，然后加入到待处理水中。

配制水溶液的药物溶解罐必须配备机械搅拌设备，溶解药物的连续搅拌时间必须控制在30分钟以上。水溶液的浓度一般为0.1%左右。如果较高，溶液的粘度会增加，导致添加困难。如果太低，则所需溶液池的体积太大。溶解药物所用的水应尽量避免含有大量悬浮物，以免有机高分子絮凝剂与这些悬浮物发生絮凝反应，形成矾花，影响添加后的使用效果。

溶解固体有机高分子絮凝剂时，固体颗粒的投加点必须在水流最湍急的地方。同时，必须将最小剂量缓慢加入溶解池中，使固体颗粒分散到水中。如果固体剂量太快，不能分散在水中而相互粘连形成团聚体，则团聚体的结构是内部有固体颗粒，外部部分被水解物包围。一旦形成这样的附聚物，通常需要很长时间才能形成。然后均匀地溶解在水中，甚至可以在连续溶液槽中存在数天。

固体颗粒的投加点必须远离机械搅拌器的搅拌轴，因为搅拌轴通常是药液罐内水湍流最严重的地方。溶解不充分的有机聚合物絮凝剂经常粘附在轴上，这种情况越来越常见。积累有时会形成相当大的粘性物质。如果不及时、认真清理，粘团会越来越大，影响范围也会越来越广。

作为混凝剂使用时，一般需要先在处理水中添加无机絮凝剂，使压缩的双电层不稳定，然后添加有机高分子絮凝剂，以达到架桥作用。在加入足够的无机絮凝剂的情况下，有机高分子絮凝剂的助凝效果不会因用量的不同而产生较大差异。因此，作为混凝剂使用时，有机高分子絮凝剂的投加量一般为0.1mg/L。

固体有机聚合物絮凝剂容易吸水并潮解成块。必须用防水包装包装并存放在干燥处，避免露天存放。

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微生物絮凝剂的种类

微生物絮凝剂与传统的无机或有机絮凝剂有显着不同。它们要么直接利用微生物细胞，要么利用微生物细胞壁提取物、代谢产物等。

前者是微生物絮凝剂研究的主要方面。迄今为止，已发现超过17种具有絮凝特性的微生物，包括霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等。后者是与有机絮凝剂类似的物质。微生物絮凝剂具有传统无机或有机絮凝剂无法比拟的诸多优点，如无二次污染、生产成本低等。

微生物絮凝剂的絮凝性能受多种因素影响。内部因素包括絮凝基因的遗传和表达，而外部因素包括微生物培养基的组成、细胞表面疏水性的变化以及环境中二价金属离子的存在。

目前国外已有性能良好的微生物絮凝剂产品，如日本生产的NOC--1。微生物絮凝剂从研究到生产的关键问题是发展成熟的微生物育种技术，同时努力降低生产成本。我国微生物絮凝剂的发展正朝着这个方向发展，但离工业化生产还有一定的距离。

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絮凝剂的种类及用量

絮凝剂的选择和用量应根据水厂类似条件下的运行经验或原水混凝沉淀试验结果，结合当地化学品供应情况，通过技术经济比较确定。选择原则是价格便宜、易得、净水效果好、使用方便、絮体致密、沉降快、易与水分离等。

混凝的目的是产生较大的絮凝体。由于影响因素较多，一般通过混凝杯搅拌试验获得相应的数据。混凝试验在烧杯中进行，包括快速搅拌、慢速搅拌和静态沉降三个步骤。

添加的絮凝剂通过快速搅拌迅速分散并与水样中的胶体颗粒接触，胶体颗粒开始凝聚并产生微絮凝体；通过缓慢的搅拌，微絮凝体进一步相互接触，长大成较大的颗粒；停止搅拌，最后形成的胶体聚集体靠重力自然沉降到烧杯底部。通过对絮体沉降性、上清液浊度、色度、pH值、耗氧量等混凝效果的综合评价，确定合适的絮凝剂种类及其最佳投加量。

试验所用的六关节搅拌机有六个可垂直移动的旋转轴，底部带有搅拌叶片，叶片尺寸为6cm×2cm。

转轴的转速和转动时间可预先设定，并可自动工作。一般以快速搅拌2分钟进行测试，n=300r/min；缓慢搅拌3分钟，n=60r/min。测试时，在6个大烧杯中加入1L原水后，将它们置于6个转轴的正下方，并将转轴向下移动到底部；然后将不同量的水添加到连接到水平旋转轴的6个小玻璃烧杯中。液体时，转动水平轴，小管内的液体会同时倒入相应的原水中。然后启动搅拌机自动工作。

搅拌自动停止后，将刀片慢慢从烧杯中拉出，静置20分钟。用移液器从水面以下约10cm处吸取25ml水样，用浊度计测量上清液的浊度。以投加量为横坐标，上清液残留浊度为纵坐标，绘制曲线来比较不同絮凝剂的效果。根据除浊效果，综合技术经济因素，选择确定处理该废水的絮凝方法。代理人。

烧杯搅拌试验方法可分为单因素试验和多因素试验两种。测试时，所使用的原水必须与实际水的水质完全相同。同时，应根据水的pH值、杂质性质等因素确定絮凝剂的种类、用量和顺序。测试应该是对实际过程的模拟。水力条件（主要是GT值）必须相同或接近。

混凝剂

混凝剂：协助絮凝剂发挥作用，增强混凝效果。

混凝剂的作用

在废水混凝处理中，有时使用单一絮凝剂并不能达到良好的混凝效果，往往需要添加一定的助剂来提高混凝效果。这种助剂称为混凝剂。常用的混凝剂有氯、石灰、活性硅酸、骨胶、海藻酸钠、活性炭和各种粘土等。

有些混凝剂本身不具有混凝作用，而是通过调整和改善混凝条件，起到辅助絮凝剂产生混凝效果的作用。有些混凝剂参与絮凝体的形成，改善絮凝体的结构，使无机絮凝剂产生的细小、松散的絮凝体变成粗大、致密的矾花。

常用混凝剂的种类

混凝剂的种类很多，但根据其在混凝过程中的作用，大致可分为以下两类：

(1) 调节或改善凝固条件的药剂

混凝过程应在一定的pH范围内进行。如果原水的pH值不能满足此要求，则应调整原水的pH值。此类凝结剂包括酸和碱。当原水pH值较低、碱度不足，絮凝剂难以水解时，可添加CaO、Ca(OH)2等碱性物质（一般为石灰）；当pH值较高时，常用硫酸或CO2来降低原水的pH值。

对于溶解性有机物含量较多的废水，可采用Cl2等氧化剂破坏有机物，提高溶解性有机物的去除效果。另外，当使用亚铁盐作为絮凝剂时，可用氯气将亚铁（Fe2+）氧化成高价铁（Fe3+），以提高混凝效果。

上述碱剂、硫酸、CO2、氯气等本身不具有混凝作用，仅起辅助混凝作用。

(2)助凝剂，增加矾花的粒径、密度和坚固度

混凝的结果要求生成的矾花粒径大、密度高、坚固，有利于沉淀，不易破碎。为了获得这种结果，结合水质的特点，有时需要在水中添加某些物质或化学物质。

例如，在含有不宜沉淀的轻杂质的低浊度废水中，添加二氧化硅、活性炭、粘土等较粗颗粒或返回部分沉淀的污泥，会加剧和增加矾华；当用铝盐、铁盐作絮凝剂时，只能产生细小、疏松的絮体时，可加入聚丙烯酰胺、活性硅酸、骨胶等高分子混凝剂，利用其较强的吸附和架桥作用，使絮体细小、疏松。絮凝物变得又厚又密。

絮凝剂、混凝剂的应用

在废水处理中添加絮凝剂，可以加速废水中固体颗粒的聚集和沉降，还可以去除部分溶解性有机物。

该方法具有投资低、操作简单、灵活等优点，特别适用于处理水量小、悬浮杂质含量大的废水。使用无机絮凝剂时，由于投加量大，产生的污泥量也大，所以在实际应用中，主要采用人工合成的有机高分子絮凝剂OPF，或者无机絮凝剂与OPF的组合使用。

据相关报道，在初沉池中，常采用阴离子水解聚丙烯酰胺去除废水中的悬浮杂质，但采用非离子聚丙烯酰胺（PAM）时效果不佳。经验表明，在初沉池中投加1mg/L水解聚丙烯酰胺，可去除进水废水中50%以上的悬浮颗粒和40%以上的BOD5。

在废水的初级沉淀处理中，有机高分子聚电解质与无机絮凝剂混合使用比单独使用效果更佳。由于进水废水中悬浮颗粒的浓度、粒径分布和类型随时可能发生变化，有时很难控制絮凝剂的最佳投加量。

此时，如果加入过量的无机絮凝剂，则利用卷扫机构进行沉淀，去除悬浮杂质。这种方法虽然可行，但其缺点也非常突出。一是作用时间较长（15～30分钟），形成的絮凝体容易破碎。如果在无机絮凝剂的同时加入一定量的有机高分子聚电解质，则絮凝时间可缩短至2～5分钟，形成的絮凝体也比较牢固。

当使用沉淀去除水中有色有机胶体杂质时，可以使用双电解质系统。首先使用带高正电荷的阳离子聚电解质使这些有机胶体失稳，然后使用大分子量的非离子或阴离子聚电解质将失稳的有机胶体絮凝成易于沉淀的絮体。

二沉池中常用阳离子聚电解质作为絮凝剂，如聚二甲基己二烯氯化铵或聚氨基甲基二甲基己二烯氯化铵，但其用量比初沉池中的用量大。沉淀池内较少。原因是初沉池中添加的部分阴离子聚电解质进入二沉池后继续发挥作用，二沉池中添加的聚电解质可以在污泥回流中重复利用。

此外，混凝处理还可以去除废水中的磷酸盐和重金属离子。长期以来，人们一直采用添加金属盐无机絮凝剂的方法去除废水中的部分磷酸盐。

但实验表明，用阳离子聚合物代替无机絮凝剂可以达到同样的除磷效果，且不会降低除磷率。这表明聚合物参与了阴离子磷酸盐的吸附。

例如，某污水处理厂混凝处理工艺中，用12mg/L硫酸铁、3mg/L高电荷密度阳离子聚合物、0.2mg/L高分子量阴离子聚合物代替原来的23mg/L L硫酸。铁在除磷率不变的情况下，使出水BOD5去除率从30%提高到55%。

同时，采用混凝处理可以减少活性污泥阶段产生的污泥中的无机成分，提高活性污泥的生物降解功能。

在废水处理的过滤、气浮等处理工艺中，使用无机絮凝剂和聚电解质混凝剂可以改善出水水质。结合废水水质特点，絮凝剂可单独使用，也可多种絮凝剂联合使用，或一主一助（助剂作为混凝剂）组合使用。絮凝剂的选择可以通过烧杯静态试验进行初步筛选，然后在生产装置上验证确定。

护发素

调理剂：又称脱水剂，用于脱水前对剩余污泥进行调理。其品种包括上述的一些絮凝剂、混凝剂。

常用污泥调理剂的类型

调理剂又称脱水剂，可分为无机调理剂和有机调理剂两大类。无机调理剂一般适用于污泥的真空过滤和板框过滤，而有机调理剂则适用于污泥的离心脱水和带式过滤脱水。

(1)无机调理剂

最有效、最便宜、最常用的无机调理剂主要包括铁盐和铝盐。铁盐调理剂主要包括氯化铁（FeCl3∙6H2O）、硫酸铁（Fe2(SO4)3∙4H2O）、硫酸亚铁（FeSO4∙7H2O）和聚合硫酸铁（PFS）（[Fe2(OH)n(SO4)3 -n/2]m)等。铝盐调节剂主要有硫酸铝(Al2(SO4)3∙18H2O)、三氯化铝(AlCl3)、碱式氯化铝(Al(OH)2Cl)、聚合氯化铝(PAC) ([Al2(OH)n∙Cl6-n]m)等

添加无机调理剂后，可大大加速污泥的浓缩过程，提高过滤和脱水效果。而且铁盐和石灰的组合可以进一步提高调理效果。添加无机调理剂的缺点是用量较大。一般来说，投加量应达到污泥干固重的5%～20%，导致滤饼体积增大；二是无机调理剂本身具有腐蚀性。特性（特别是铁盐），加药系统必须具有防腐特性。

需要注意的是，当使用三氯化铁作为调节剂时，会加剧脱水污泥处理设备金属部件的腐蚀。因此，应适当提高脱水污泥处理设备的防腐水平。

(2)有机调理剂

有机合成高分子调理剂的种类很多。按聚合度可分为低聚合度（分子量约为1000至数万）和高聚合度（分子量约为数十万至数百万）两类；按离子类型分为阳离子型、阴离子型、非离子型、阴阳离子型等。与无机调理剂相比，有机调理剂的用量较小，一般为污泥干固重的0.1%～0.5%，不具有腐蚀性。

用于污泥调理的有机调理剂主要是高聚合聚丙烯酰胺系列絮凝剂产品，主要包括阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺。

其中，阳离子聚丙烯酰胺可以中和污泥颗粒表面的负电荷，并在颗粒之间产生架桥作用，表现出很强的凝聚力。调理效果显着，但成本较高。为了降低成本，可采用较便宜的阴离子聚丙烯酰胺-石灰组合法，利用带正电的Ca(OH)2絮凝体将带负电的絮凝剂与污泥颗粒吸附在一起，形成复合凝聚体系。

如何选择污泥调理剂？

(一)调质器的品种特点

就常用的铝盐、铁盐无机调理剂而言，使用铝盐时，药剂用量较大，形成的絮凝体密度较小，调理效果较差，且会堵塞滤布。在脱水过程中。

因此，在选择无机调理剂时，应尽量使用铁盐；当使用铁盐会引起许多问题时，应考虑铝盐。与有机调理剂相比，无机调理剂用量较大，形成的絮体颗粒较小，但絮体强度较高。因此，在使用真空过滤机和板框压滤机对污泥进行脱水时，可以考虑使用无机调理剂。

与无机调理剂相比，有机调理剂用量较小，形成的絮体较粗，但絮体强度较低，比无机调理剂形成的絮体更容易破碎。而且絮体一旦被破坏，无论使用无机还是有机调理剂，都不容易恢复到原来的状态。

因此，在使用离心脱水机和带式压滤机对污泥进行脱水时，可以考虑使用有机调理剂。当使用无机或有机调理剂都难以达到理想的调理效果时，可以考虑使用无机和有机调理剂的组合，有时可以达到更好的调理效果。例如，石灰和氯化铁联合使用，不仅可以调节pH值，而且污水中石灰和碳酸氢钙生成的碳酸钙颗粒结构可以增加污泥的孔隙率，促进泥水分离。

(2)污泥的性质

对于不同性质的污泥，调理剂的种类和用量也有很大差异。对于有机物含量高的污泥，更有效的调理剂是阳离子有机聚合物调理剂，且有机物含量越高，越适合使用聚合度较高的阳离子有机聚合物调理剂。

对于以无机物为主的污泥，可考虑阴离子有机聚合物调理剂。污泥性质的不同直接影响调理效果：初沉池污泥较易脱水，而浮渣和剩余活性污泥较难脱水，混合污泥的脱水性能介于两者之间。

达到一定调理效果所需的调理剂用量存在显着差异。一般来说，污泥脱水越困难，调理药剂的用量就越大。污泥颗粒越细，会导致调理剂消耗量增加。污泥中有机物含量高、碱度高也会导致调理剂投加量增加。大的。另外，污泥的固含量也影响调理剂的用量。一般污泥固含量越高，调理剂用量越大。

(3)温度

污泥温度直接影响无机盐调理剂的水解。当温度较低时，水解速度会减慢。如果温度低于10℃，调理效果会明显变差。适当延长调理时间可提高调理效果。

使用有机聚合物调理剂时，如果配制液体的母液或自来水温度过低或污泥温度过低，水的动力粘度和聚合物调理剂溶液本身的粘度都会增加，不利于稀释。搅拌均匀和调理会影响污泥调理效果和脱水效果。

因此，冬季气温较低时，应注意污泥输送系统的保温（污水处理系统排出的污泥温度一般不低于15℃），尽量减少污泥输送过程中的热量损失。运输过程。如果需要，可以通过加热有机聚合物调理剂的稀释罐或适当延长混合溶解时间和增加搅拌强度来改善溶解条件。

(4)pH值

污泥的pH值决定了无机盐调理剂水解产物的形态。同一调理剂对不同pH值污泥的调理效果也有很大差异。铝盐的水解反应受pH值影响较大，其缩合反应的最佳pH值范围为5～7。当pH值大于8或小于4时，难以形成絮体，这意味着以至于调理作用丧失。

高铁盐调理剂受pH值影响较小。无论污泥是酸性还是碱性，都能形成水解产物Fe(OH)3絮体，最佳pH值范围为6～11。在pH值为8～10的污泥中，溶解度较高的水解液亚铁盐可被氧化成溶解度较低的Fe(OH)3絮体。

因此，在选择无机盐调理剂时，首先要考虑脱水污泥的具体pH值。如果pH值偏离其混凝反应的最佳范围，最好更换为其他调节剂。否则，在污泥调理前需要考虑添加酸或碱调节污泥的pH值。一般情况下不采取此措施。

pH值也会影响聚电解质的调理效果。污泥的pH值影响调理剂分子的电离、电荷状态和分子形状。

阳离子聚电解质在pH值较低的酸性污泥中电离度较大，分子形状趋于拉伸；而在pH值高的碱性污泥中，电离度小，分子形状容易卷曲。与阳离子聚电解质的性质相反，阴离子聚电解质在pH值较低的酸性污泥中电离度较小，分子形状容易卷曲；而在pH值较高的碱性污泥中，电离程度较大，分子形状趋于拉伸。

阴离子和阳离子聚电解质的情况略有不同。在等电点时，整个分子呈中性，正负电荷相互吸引，因此分子紧密地卷曲成簇。在等电点两侧，分子上会带有多余的电荷，导致分子因相互排斥而拉伸。

(5)配制浓度

调理剂的配制浓度不仅影响调理效果，而且影响药剂的用量和泥饼得率。其中，有机高分子调理剂的影响更为显着。一般来说，有机高分子调理剂的浓度越低，药剂消耗越少，调理效果越好。

这是因为有机高分子调理剂的浓度越低，越容易混合均匀，分子链伸展得越好，架桥和抱合效果越好，调理效果越好。但配制浓度过高或过低，泥饼得率都会降低。

无机高分子调理剂的调理效果几乎不受配方浓度的影响。经验和相关研究表明，有机高分子调理剂的适宜浓度在0.05%～0.1%之间，三氯化铁的最佳浓度为10%，铝盐的最佳浓度为4%～5%。

(6) 添加序列

当使用一种以上调理剂时，调理剂的添加顺序也会影响调理效果。当使用铁盐和石灰作为调节剂时，一般先添加铁盐，然后添加石灰。这样形成的絮凝体更容易与水分离，调节剂的总消耗量也较少。

采用无机调理剂和有机高分子调理剂联合调理污泥时，一般先加入无机调理剂，后加入有机高分子调理剂，可以达到较好的调理效果。

(7)混合反应条件

为了达到最佳的调理效果，需要使污泥与调理剂充分混合。但值得注意的是，污泥与调理剂混合反应形成絮体后，切不可再次破坏，因为絮体一旦破坏，就很难恢复到原来的状态。

经验表明，对某种污泥使用某种调理剂时，只有混合反应的强度和时间在一定范围内才能达到良好的调理效果，且调理效果会随着停留时间的增加而降低。时间。

也就是说，通过实验确定调理时间和强度后，在实际操作中必须严格遵守。一方面，混合反应时间不能随意延长或缩短，另一方面，调理后的污泥必须尽快进入脱水机。

调理剂用量的确定

污泥调理化学品的消耗量没有固定的标准。剂量将根据污泥类型、消化程度、固体浓度和其他具体特性而变化。因此，调理剂的种类和具体用量大多是通过实验室或现场直接测试来确定的。

一般来说，以污泥干固重的百分比计，氯化铁的投加量为5%～10%，硫酸亚铁的投加量为10%～15%左右，消石灰的投加量为20%～40%。 %，聚合氯化铝、聚合硫酸铁约为1%~3%，阳离子聚丙烯酰胺为0.1%~0.3%。

据有关资料显示，由于常用的聚丙烯酰胺系列有机合成高分子调理剂价格较贵（有的品种是普通无机调理剂的十几倍甚至二十倍），虽然用量不大，但从成本来看，每吨污泥的调理，使用有机合成高分子调理剂的成本仍然较高。

通常的做法是优先选择无机调理剂。当无机调理剂效果较差，难以达到理想的调理效果时，可考虑使用有机合成高分子调理剂或无机与有机调理剂相结合。

使用空调时的注意事项

为了更好地使用护发素，应注意以下事项：

充分了解和掌握待处理污泥的性质（浓度、成分等），试验确定适合污泥性质的调理剂类型和脱水机，试验确定注入点、反应条件、投加量、调理剂的性能等，根据调理剂的性质决定调理剂的溶解、储存等使用方法。

一般来说，无机调理剂适合真空过滤脱水和板框压滤脱水，而有机调理剂更适合离心脱水和带式压滤脱水。使用离心脱水机和带压脱水机时，为了形成不易破碎的粗絮体，一般采用分子量10万甚至100万以上的阳离子系列聚合物调理剂。

同时需要注意的是，由于离心脱水机是在2000～3000G的高离心力下进行固液分离，因此使用分子量较大的高分子调理剂会更容易形成固体絮凝物，这样更利于脱

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