废水混凝处理法

废水化学处理法

废水混凝处理法属于废水化学处理法之一种。通过向废水中投加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来，以净化废水的方法。

简介

混凝系凝聚作用与絮凝作用的合称。前者系因投加电解质，使胶粒电动电势降低或消除，以致胶体颗粒失去稳定性，脱稳胶粒相互聚结而产生；后者系由高分子物质吸附搭桥，使胶体颗粒相互聚结而产生。混凝剂可归纳为两类：

①无机盐类，有铝盐（硫酸铝、硫酸铝钾、铝酸钾等）、铁盐（三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁等）和碳酸镁等；

②高分子物质，有聚合氯化铝，聚丙烯酰胺等。处理时，向废水中加入混凝剂，消除或降低水中胶体颗粒间的相互排斥力，使水中胶体颗粒易于相互碰撞和附聚搭接而形成较大颗粒或絮凝体，进而从水中分离出来。影响混凝效果的因素有：水温、pH值、浊度、硬度及混凝剂的投放量等。

硫酸铝

硫酸铝含有不同数量的结晶水：Al2(SO4)3·18H2O，其中n=6、10、14、16、8和27，常用的是Al2(SO4)3·18H2O其分子量为666.41，比重1.61，外观为白色，光泽结晶。硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性室温时溶解度大致是50%，pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90%以上。硫酸铝使用便利，混凝效果较好不会给处理后的水质带来不良影响。当水温低时硫酸铝水解困难形成的絮体较松散。

硫酸铝在我国使用最为普遍大都使用块状或粒状硫酸铝。根据其中不溶于水的物质的含量可分为精制和粗制两种。硫酸铝易溶于水可干式或湿式投加。湿式投加时一般采用10—20%的浓度(按商品固体重量计算)。硫酸铝使用时水的有效pH值范围较窄，约在5.5—8之间，其有效pH值随原水的硬度含量而异，对于软水pH值在5.7—6.6，中等硬度的水为6.6—7.2，硬度较高的水则为7.2—7.8。在控制硫酸铝剂量时应考虑上述特性。有时加入过量硫酸铝会使水的pH值降至铝盐混凝有效pH值以下既浪费了药剂，又使处理后的水发混。

硫酸亚铁

硫酸亚铁FeSO4·7H2O是半透明绿色结晶体，易于溶水，在水温20℃时溶解度为21%。硫酸亚铁离解出的Fe2+只能生成简单的单核络合物。

因此，不如三价铁盐那样有良好的混凝效果。残留于水中的Fe2+会使处理后的水带色，当水中色度较高时，Fe2+与水中有色物质反应，将生成颜色更深的不易沉淀的物质(但可用三价铁盐除色)。根据以上所述，使用硫酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁，然后再起混凝作用。当水的pH值在8.0以上时，加入的亚铁盐的Fe2+易被水中溶解氧氧化成Fe3+，当水的pH值<8.0时，则可加入石灰去除水中CO2，石灰用量可按下式估算：[CaO]=0.37a+1.27CO2 (1.18)

式中 a——FeSO4的投加量(毫克/升)，CO2——水中CO2的含量(毫克/升) 当水中没有足够溶解氧时?则可加氯或漂白粉予以氧化，理论上1毫克/升FeSO4需加氯0.234毫克/升。

聚丙烯酰胺

高相对分子量聚丙烯酰胺的分子量很高，一般在（800-2000）万之间，其分子链很长，使其能在两个粒子之间架桥，加速粒子沉降，是很好的絮凝剂，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。

产品分类

1、按照形态：分为干粉和胶体两种，干粉为白色或灰色粉末，胶体为浅黄色，必须溶解后才能应用，因此必须具备有良好溶解性的高分子量聚丙烯酰胺。

2、按照离子度：可分为阴离子型高分子量聚丙烯酰胺、阳离子型高分子量聚丙烯酰胺、两性离子型高分子量聚丙烯酰胺和非离子型高分子量聚丙烯酰胺。粉状固含量大于92%，相对分子质量为（500-800）×104，胶体固含量为（8±0.2）%。

产品应用

阳离子型高分子量聚丙烯酰胺的应用：在石油工业中用于多种作业，如钻井和开发所用的防止泥页岩水化膨胀的黏土稳定剂。钻井和采油污水处理用的浮选絮凝剂、酸化液的稠化剂，三次采油用的堵水调剖剂，钻井和完井用的油层保护剂等。在造纸工业中可用作助留剂、施胶机和增强剂，大大改善了纸张的性能，使之具有较大的市场需求量。

阴离子型高分子量聚丙烯酰胺的应用：在工业废水（电镀厂废水，冶金废水，钢铁厂废水，洗煤废水等）中起到絮凝沉淀作用。

非离子型高分子量聚丙烯酰胺的应用：有澄清净化作用、沉降促进作用、增稠作用及其它作用、过滤促进作用。在废液处理、污泥浓缩脱水、选矿、洗煤、造纸等方面，能够充分满足各种领域的要求。同时使用非离子聚丙烯酰胺和无机絮凝剂（聚合硫酸铁，聚合氯化铝，铁盐等），可显示出更大的效果。

聚丙烯酰胺的稳定性

聚丙烯酰胺属于大分子基团，其固体的热稳定性比其他聚合物电解质要强，在充满氮气的环境中加热，温度超过210摄氏度时候，相邻的酰胺基间分解失水，但是温度不可以超过300摄氏度，而且同时会生成酰亚胺基，并且释放出氮气。

温度升至500摄氏度的时候，聚丙烯酰胺会变成黑色的粉末。如果聚丙烯酰胺进过充分的干燥，温度升到280摄氏度的时候仍能够保持很好的稳定性。但是因为分子链上又存在着大量的酰胺基以及离子基团，这就使得聚丙烯酰胺又有了很强的吸湿性；

在干燥的时候，具有强烈的水分保留性，不易干燥充分；干燥的固体粉末在长期中，因为吸收了空气中的水分，继而容易发潮。聚丙烯酰胺的水溶液放久后就容易发生老化，粘度也降低了，性能因此也变差，受到影响。

聚合氯化铝

聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。聚合氯化铝与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐，而聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用PH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显，能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子，该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。

特点

1、拥有更广泛的pH适用范围：聚合氯化铝的pH适用范围比传统铝盐要宽得多。一般传统凝聚剂硫酸铝和氯化铁盐在pH>8.0时，会生成氢氧化铝沉淀，从而降低其处理效果，而聚合氯化铝在pH<10的范围内均会得到较好的处理效果。

2、具有强烈的凝聚除浊效能：PAC比传统硫酸铝、氯化铁具有更强的凝聚除浊效果；在相同处理条件下，PAC使用量要比传统铝盐少2/3到1倍，处理成本可节约30-40%；在相同投量条件下，使用聚合氯化铝能够获得比传统铝盐更低的残余浊度，因而可以较低剂量得到最佳处理效果。

3、对pH值的改变较小：由于硫酸铝或氯化铁、聚合硫酸铁等凝聚剂，水溶液酸度较大，因此处理后水质pH值下降明显，尤其在高浊度水质处理过程中，投量增大而导致处理水质pH降低超出正常饮用水水质pH范围(6.5-8.5)，因此，需再投加碱液提高水的pH值。使用聚合氯化铝，由于酸度较小，处理后水质pH值降低不明显，因而无需投加碱液来提高水质的pH值。

4、具有较强的水质适用范围：由于聚合氯化铝产品具有较宽的碱化度调整范围(碱化度可从40%调整到90%)和较强的复配作用，对于任何给水、废水，通过调整产品的碱化度或复配各种无机或有机化合物，都可达到最佳处理效果，尤其对低碱度及高有机污染水质。

5、具有较好的低温低浊水处理效果：一般对于低温、低浊水(<5℃)以及低碱度水，传统混凝剂如硫酸铝的混凝除浊效能会明显降低并导致出水水质恶化，而使用PAC，无论对低温还是低碱度的水，都能获得较好的混凝除浊效果。

6、有良好的絮凝沉降效果：聚合氯化铝能够明显提高固液分离效率，改善沉降过滤及污泥脱水性能，从而缩短沉淀池的停留时间，增加产水量。

8、聚合氯化铝具有良好的脱色及去除腐植物质效果：不仅具有强的凝聚除浊效果，而且也具有良好的脱色及去除水中有机腐殖质的效果，同时，对有害、有毒有机物及病菌，病毒去除也有较明显提高。

作用

聚（合）氯化铝其絮凝作用表现如下：

1、水中胶体物质的强烈电中和作用。

2、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用。

3、对溶解性物质的选择性吸附作用。

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