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(xué)藥劑來破壞膠體和細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(fù)雜
，簡單地說
，是它們一系列離解和水解產(chǎn)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(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)存在時的網(wǎng)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(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
，網(wǎng)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(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?div id="jfovm50" class="index-wrap">。┯忻芮嘘P(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(shù)千到數(shù)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(zhì)。根據(jù)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(wěn)定性好
；加熱到100℃穩(wěn)定性良好
，但在150℃以上時易分解產(chǎn)中氮氣，在分子間發(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(chǎn)生的活性污泥帶有陰電荷
，應(yīng)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(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(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行合理的有效碰撞。水處理工程學(xué)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(xiàn)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(xù)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(yīng)不斷減少
，使已形成的絮體不易被打碎。(2)一些絮體過快的長大會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(zhuǎn)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(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
、儲藥罐
、加藥攪拌器、加藥泵與計量等設(shè)備
。具體規(guī)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(yīng)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(tài)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(xù)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(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，處理污泥時的用量要多一些
，其最佳用量都要通過大量實驗取得。根據(jù)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(shù)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(yīng)該調(diào)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(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
1. 配制藥液時嚴格按照操作規(guī)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(jù)進水量與下達的投加藥劑通知單
，要及時調(diào)整加藥量，達到最佳處理效果
。
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