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一、絮凝剂的原理与分类

1.作用

投加絮凝剂的作用主要是用来降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性，使分散微粒凝聚，絮凝成聚集体而除去的悬浮物，强化固液分离的一种手段。

2.原理

水中悬浮的颗粒粒径小到一定程度时，其布朗运动的能量足以阻止重力的作用，而使颗粒不发生沉降。而且，微小颗粒表面一般都带相同的负电荷，同种电荷之间的斥力颗粒不易合并变大，从而增加了悬浮液的稳定性。絮凝剂为有机聚合物，并且有特定的电荷。絮凝过程就是加入正电荷，使颗粒“脱稳”。颗粒间通过碰撞，相互吸引，结合变大，从而强化颗粒的沉淀效果。

3.分类

（1）无机高分子絮凝剂最常用的有PAC（聚合氯化铝）、PFS（聚合硫酸铁）；易容于水，具有一定的腐蚀性。可以以溶液形式投加，也可以以颗粒形式投加。

（2）有机高分子絮凝剂最常用的为PAM（聚丙烯酰胺）；可溶于水，但溶解速度很慢，一般先配制成溶液后投加。分为阴离子型和阳离子型。阴离子型一般用于污水絮凝剂，阳离子型一般用于污泥脱水。PAM易吸水潮解成块，保存地点必须干燥。

二、影响絮凝剂使用的因素

1.水的pH值

水的pH值对无机絮凝剂的使用效果影响很大，pH值的大小关系到选用絮凝剂的种类、投加量和混凝沉淀效果。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度、水解产物的存在形态和性能。

以通过生成Al（OH）3带电胶体实现混凝作用的铝盐为例，当pH值﹤4时，Al3+不能大量水解成Al（OH）3，主要以Al3+离子的形式存在，混凝效果极差。pH值在6.5～7.5之间时，Al3+水解聚合成聚合度很大的Al（OH）3中性胶体，混凝效果较好。pH值﹥8后，Al3+水解成AlO2-，混凝效果又变得很差。

水的碱度对pH值有缓冲作用，当碱度不够时，应添加石灰等药剂予以补充。当水的pH值偏高时，则需要加酸调整pH值到中性。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度和矾花形成的速度及结构。混凝的水解多是吸热反应，水温较低时，水解速度慢且不完全。

低温情况下，水的粘度大，布朗运动减弱，絮凝剂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，阻碍混凝絮体的相互粘合;因此，尽管增加了絮凝剂的投加量，絮体的形成还是很缓慢，而且结构松散、颗粒细小，难以去除。

低温对高分子絮凝剂的影响较小。但要注意的是，使用有机高分子絮凝剂时，水温不能过高，高温容易使有机高分子絮凝剂老化甚至分解生成不溶性物质，从而降低混凝效果。

3.水中杂质成分

水中杂质颗粒大小参差不齐对混凝有利，细小而均匀会导致混凝效果很差。杂质颗粒浓度过低往往对混凝不利，此时回流沉淀物或投加助凝剂可提高混凝效果。水中杂质颗粒含有大量有机物时，混凝效果会变差，需要增加投药量或投加氧化剂等起助凝作用的药剂。水中的钙镁离子、硫化物、磷化物一般对混凝有利，而某些阴离子、表面活性物质对混凝有不利影响。

4.絮凝剂种类

絮凝剂的选择主要取决于水中胶体和悬浮物的性质及浓度。如果水中污染物主要呈胶体状态，则应首选无机絮凝剂使其脱稳凝聚，如果絮体细小，则需要投加高分子絮凝剂或配合使用活化硅胶等助凝剂。

很多情况下，将无机絮凝剂与高分子絮凝剂联合使用，可明显提高混凝效果，扩大应用范围。对于高分子而言，链状分子上所带电荷量越大，电荷密度越高，链越能充分伸展，吸附架桥的作用范围也就越大，混凝效果会越好。

5.絮凝剂投加量

使用混凝法处理任何废水，都存在最佳絮凝剂和最佳投药量，通常都要通过试验确定，投加量过大可能造成胶体的再稳定。一般普通铁盐、铝盐的投加范围是10～100mg/L，聚合盐为普通盐投加量的1/2～1/3，有机高分子絮凝剂的投加范围是1～5mg/L。

6.絮凝剂投加顺序

当使用多种絮凝剂时，需要通过试验确定最佳投加顺序。一般来说，当无机絮凝剂与有机絮凝剂并用时，应先投加无机絮凝剂，再投加有机絮凝剂。

而处理杂质颗粒尺寸在50μm以上时，常先投加有机絮凝剂吸附架桥，再投加无机絮凝剂压缩双电层使胶体脱稳。

7.水力条件

在混合阶段，要求絮凝剂与水迅速均匀地混合，而到了反应阶段，既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的成长机会，又要防止已生成的小絮体被打碎，因此搅拌强度要逐步减小，反应时间要足够长。

三、絮凝剂的配制方法

1.PAC（聚合氯化铝）

（1）PAC为无机高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蚀性；

（2）根据原水水质情况不同,使用前应先做小试求得最佳用药量（参考用量范围:20-800ppm）

（3）为便于计算,实验小试溶液配置按重量体积比（W/V）,一般以2～5%配为好。如配3%溶液:称PAC3g,盛入洗净的200ml量筒中,加清水约50ml,待溶解后再加水稀释至100ml刻度,摇匀即可；

（4）使用时液体产品配成5-10%的水液,固体产品配成3-5%的水液（按商品重量计算）；

（5）使用配制时按固体:清水=1:5（W/V）左右先混合溶解后,再加水稀释至上述浓度即可；

（6）低于1%溶液易水解,会降低使用效果；浓度太高易造成浪费,不容易控制加药量；

（7）加药按求得的最佳投加量投加；

（8）运行中注意观察调整,如见沉淀池矾花少、余浊大，则投加量过少；如见沉淀池矾花大且上翻、余浊高，则加药量过大，应适当调整；

2.聚合硫酸铁（PFS）

（1）取原水1L，测定其PH值；

（2）调整其PH值为6-9；

（3）用2ml注射器抽取配制好的PFS溶液，在强力搅拌下加入水样中，直至观察到有大量矾花形成,然后缓慢搅拌，观察沉淀情况。记下所加的PFS量，以此初步确定PFS的用量；

（4）按照上述方法，将废水调成不同PH值后做烧杯混凝试验，以确定最佳用药PH值；

（5）若有条件，做不同搅拌条件下用药量，以确定最佳的混凝搅拌条件；

（6）根据以上步骤所做试验，可确定最佳加药量，混凝搅拌条件等。

3.聚丙烯酰胺（PAM）

（1）PAM是有机高分子化合物，可分为阴离子型，阳离子型和非离子型，为白色粉末或颗粒，可溶于水，但溶解速度很慢；

（2）阴离子型一般用于废水处理絮凝剂，阳离子型一般用于污泥脱水；

（3）作为絮凝剂时用药量一般为1-2ppm，即每处理1吨废水用药量约为1-2g；

（4）使用时阴离子型一般配制成0.1%左右的水溶液，阳离子型可配制成0.1%-0.5%；

（5）配制溶液时应先在溶解槽中加水，然后开启搅拌机，再将PAM沿着漩涡缓慢加入，PAM不能一次性快速投入，否则的话PAM会结块形成“鱼眼”而不能溶解；

（6）加完PAM后一般应继续搅拌30min以上，以确保其充分溶解；

（7）溶解后的PAM应尽快使用，阴离子型一般不要超过36h，阳离子型溶解后很容易水解，应24h内使用。

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