1．廢水處理中(zhōng)常用藥劑的種類有哪些？爲了使廢水處理後達标排放(fàng)或進行回用，在處理過程需要使用多種化學藥劑。根據用途的不同，可以将這些藥劑分(fēn)成以下(xià)幾類：
⑴絮凝劑：有時又(yòu)稱爲混凝劑，可作爲強化固液分(fēn)離(lí)的手段，用于初沉池、二沉池、浮選池及三級處理或深度處理等工(gōng)藝環節。
⑶調理劑：又(yòu)稱爲脫水劑，用于對脫水前剩餘污泥的調理，其品種包括上述的部分(fēn)絮凝劑和助凝劑。⑷破乳劑：有時也稱脫穩劑，主要用于對含有乳化油的含油廢水氣浮前的預處理，其品種包括上述的部分(fēn)絮凝劑和助凝劑。⑸消泡劑：主要用于消除曝氣或攪拌過程中(zhōng)出現的大(dà)量泡沫。⑹pH調整劑：用于将酸性廢水和堿性廢水的pH值調整爲中(zhōng)性。⑺氧化還原劑：用于含有氧化性物(wù)質或還原性物(wù)質的工(gōng)業廢水的處理。⑻消毒劑：用于在廢水處理後排放(fàng)或回用前的消毒處理。
以上藥劑的種類雖然很多，但一(yī)種藥劑在不同的場合使用，起到的作用不同，也就會擁有不同的稱呼。比如說Cl2，應用在加強污水的混凝處理效果時被稱爲助凝劑，用于氧化廢水中(zhōng)的氰化物(wù)或有機物(wù)時被稱爲氧化劑，用于消毒處理自然就被稱爲消毒劑。
2．什麽是絮凝劑？其作用是什麽？
絮凝劑在污水處理領域作爲強化固液分(fēn)離(lí)的手段，可用于強化污水的初次沉澱、浮選處理及活性污泥法之後的二次沉澱，還可用于污水三級處理或深度處理。當用于剩餘污泥脫水前的調理時，絮凝劑和助凝劑就變成了污泥調理劑或脫水劑。
在應用傳統的絮凝劑時，可以使用投加助凝劑的方法來加強絮凝效果。例如把活化矽酸作爲硫酸亞鐵、硫酸鋁等無機絮凝劑的助凝劑并分(fēn)前後順序投加，可以取得很好的絮凝作用。因此，通俗地講，無機高分(fēn)子絮凝劑IPF其實就是把助凝劑與絮凝劑結合在一(yī)起制備然後合并投加來簡化用戶的操作。混凝處理通常置于固液分(fēn)離(lí)設施前，與分(fēn)離(lí)設施組合起來、有效地去(qù)除原水中(zhōng)的粒度爲1nm～100μm的懸浮物(wù)和膠體(tǐ)物(wù)質，降低出水濁度和CODCr，可用在污水處理流程的預處理、深度處理，也可用于剩餘污泥處理。混凝處理還可有效地去(qù)除水中(zhōng)的微生(shēng)物(wù)、病原菌，并可去(qù)除污水中(zhōng)的乳化油、色度、重金屬離(lí)子及其他一(yī)些污染物(wù)，利用混凝沉澱處理污水中(zhōng)含有的磷時去(qù)除率可高達90～95%，是最便宜而又(yòu)高效的除磷方法。水中(zhōng)膠體(tǐ)顆粒微小(xiǎo)、表面水化和帶電(diàn)使其具有穩定性，絮凝劑投加到水中(zhōng)後水解成帶電(diàn)膠體(tǐ)與其周圍的離(lí)子組成雙電(diàn)層結構的膠團。采用投藥後快速攪拌的方式，促進水中(zhōng)膠體(tǐ)雜(zá)質顆粒與絮凝劑水解成的膠團的碰撞機會和次數。水中(zhōng)的雜(zá)質顆粒在絮凝劑的作用下(xià)首先失去(qù)穩定性，然後相互凝聚成尺寸較大(dà)的顆粒，再在分(fēn)離(lí)設施中(zhōng)沉澱下(xià)去(qù)或漂浮上來。
攪拌産生(shēng)的速度梯度G和攪拌時間T的乘積GT可以間接表示在整個反應時間内顆粒碰撞的總次數，通過改變GT值可以控制混凝反應效果。一(yī)般控制GT值在104～105之間，考慮到雜(zá)質顆粒濃度對碰撞的影響，可以用GTC值作爲表征混凝效果的控制參數，其中(zhōng)C表示污水中(zhōng)雜(zá)質顆粒的質量濃度，而且建議GTC值在100左右。
促使絮凝劑迅速向水中(zhōng)擴散，并與全部廢水混合均勻的過程就是混合。水中(zhōng)的雜(zá)質顆粒與絮凝劑作用，通過壓縮雙電(diàn)層和電(diàn)中(zhōng)和等機理，失去(qù)或降低穩定性，生(shēng)成微絮粒的過程稱爲凝聚。凝聚生(shēng)成微絮粒在架橋物(wù)質和水流的攪動下(xià)，通過吸附架橋和沉澱物(wù)網捕等機理成長爲大(dà)絮體(tǐ)的過程稱爲絮凝。混合、凝聚和絮凝合起來稱爲混凝，混合過程一(yī)般在混合池中(zhōng)完成，凝聚和絮凝在反應池中(zhōng)進行。
絮凝劑是能夠降低或消除水中(zhōng)分(fēn)散微粒的沉澱穩定性和聚合穩定性，使分(fēn)散微粒凝聚、絮凝成聚集體(tǐ)而除去(qù)的一(yī)類物(wù)質。按照化學成分(fēn)，絮凝劑可分(fēn)爲無機絮凝劑、有機絮凝劑以及微生(shēng)物(wù)絮凝劑三大(dà)類。
無機絮凝劑包括鋁鹽、鐵鹽及其聚合物(wù)。有機絮凝劑按照聚合單體(tǐ)帶電(diàn)集團的電(diàn)荷性質，可分(fēn)爲陰離(lí)子型、陽離(lí)子型、非離(lí)子型、兩性型等幾種，按其來源又(yòu)可分(fēn)爲人工(gōng)合成和天然高分(fēn)子絮凝劑兩大(dà)類。在實際應用中(zhōng)，往往根據無機絮凝劑和有機絮凝劑性質的不同，把它們加以複合，制成無機有機複合型絮凝劑。微生(shēng)物(wù)絮凝劑則是現代生(shēng)物(wù)學與水處理技術相結合的産物(wù)，是當前絮凝劑研究發展和應用的一(yī)個重要方向。
傳統應用的無機絮凝劑爲低分(fēn)子的鋁鹽和鐵鹽，鋁鹽主要有硫酸鋁(AL2(SO4)3∙18H2O)、明礬(AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O)、鋁酸鈉(NaALO3)，鐵鹽主要有三氯化鐵(FeCL3∙6H20)、硫酸亞鐵(FeSO4∙6H20)和硫酸鐵(Fe2(SO4)3∙2H20)。
一(yī)般來講，無機絮凝劑具有原料易得，制備簡便、價格便宜、處理效果适中(zhōng)等特點，因而在水處理中(zhōng)應用較多。自19世紀末美國最先将硫酸鋁用于給水處理并取得專利以來，硫酸鋁就以卓越的凝聚沉降性能而被廣泛應用。硫酸鋁是目前世界上使用最多的絮凝劑，全世界年産硫酸鋁約500萬噸，其中(zhōng)将近一(yī)半用于水處理領域。市售硫酸鋁有固、液兩種形态，固态的又(yòu)按其中(zhōng)不溶物(wù)的含量分(fēn)爲精制和粗制兩種，我(wǒ)(wǒ)國民間常用于飲用水淨化的固态産品明礬，就是硫酸鋁與硫酸鉀的複鹽，但在工(gōng)業水及廢水處理中(zhōng)應用不多。
硫酸鋁适用的pH值範圍與原水的硬度有關，處理軟水時，适宜pH值爲5～6.6，處理中(zhōng)硬水時，适宜pH值爲6.6～7.2，處理高硬水，适宜pH值爲7.2～7.8。硫酸鋁适用的水溫範圍是20oC～40oC，低于10oC時混凝效果很差。硫酸鋁的腐蝕性較小(xiǎo)、使用方便，但水解反應慢(màn)，需要消耗一(yī)定的堿量。三氯化鐵是另一(yī)種常用的無機低分(fēn)子凝聚劑，産品有固體(tǐ)的黑褐色結晶體(tǐ)，也有較高濃度的液體(tǐ)。其具有易溶于水，礬花大(dà)而重，沉澱性能好，對溫度、水質及pH的适應範圍寬等優點。三氯化鐵的适用pH值範圍是9～11，形成的絮體(tǐ)密度大(dà)，容易沉澱，低溫或高濁度時效果仍很好。固體(tǐ)三氯化鐵具有強烈的吸水性，腐蝕性較強，易腐蝕設備，對溶解和投加設備的防腐要求較高，具有刺激性氣味，操作條件較差。
三氯化鐵的作用機理是利用三價鐵離(lí)子逐級水解生(shēng)成的各種羟基鐵離(lí)子來實現對水中(zhōng)雜(zá)質顆粒的絮凝，而羟基鐵離(lí)子的形成需要利用水中(zhōng)大(dà)量的羟基，因此使用過程中(zhōng)會消耗大(dà)量的堿，當原水堿度不夠時，需要補充石灰等堿源。硫酸亞鐵俗稱綠礬，形成絮凝體(tǐ)快而穩定，沉澱時間短，适用于堿度高、濁度大(dà)的情況，但色度不易除淨，腐蝕性也較強。無機高分(fēn)子絮凝劑（IPF）是從60年代起發展起來的新型絮凝劑，目前，IPF的生(shēng)産和應用在全世界都取得了迅速進展。鋁、鐵和矽類的無機高分(fēn)子絮凝劑實際上分(fēn)别是它們由水解、溶膠到沉澱過程的中(zhōng)間産物(wù)，即Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物(wù)。鋁和鐵是陽離(lí)子型荷正電(diàn)，矽是陰離(lí)子型荷負電(diàn)，它們在水溶态的單元分(fēn)子量約爲數百到數千，可以相互結合成爲具有分(fēn)形結構的集聚體(tǐ)。它們的凝聚—絮凝過程是對水中(zhōng)顆粒物(wù)的電(diàn)中(zhōng)和與粘附架橋兩種作用的綜合體(tǐ)現。水中(zhōng)懸浮顆粒的粒度在納米到微米級，大(dà)多帶負電(diàn)荷，因此絮凝劑及其形态的電(diàn)荷正負、電(diàn)性強弱和分(fēn)子量、聚集體(tǐ)的粒度大(dà)小(xiǎo)是決定其絮凝效果的主要因素。目前無機高分(fēn)子絮凝劑的種類已有幾十種(主要品種見表8--1)，産量也達到絮凝劑總産量的30%～60%，其中(zhōng)廣泛使用的爲聚合氯化鋁。
表8--1常用無機高分(fēn)子絮凝劑的類别和品種 | 聚合氯化鋁(PAC、PACL)，聚合硫酸鋁(PAS)，聚合氯化鐵(PFC)，聚合硫酸鐵(PFS)，聚合磷酸鋁(PAP)，聚合磷酸鐵(PEP) |
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| 聚合氯化鋁鐵(PAFC)，聚合硫酸鋁鐵(PAFS)，聚合矽酸鋁(PASiC，PASiS)，聚合矽酸鐵(PFSiC，PFSiS)，聚合矽酸鋁鐵(PAFSi)，聚合磷酸鋁鐵(PAFP)，聚合磷酸氯化鋁(PAPCL)，聚合氯化硫酸鋁(PASCL)，聚合氯化硫酸鋁鐵(PAFSCL)，聚合複合型鋁酸鈣，聚合矽酸硫酸鋁(PSiAS) |
| 聚合鋁-聚丙烯酰胺(PACM)，聚合鐵-聚丙烯酰胺(PFCM)，聚合鋁-陽離(lí)子有機高分(fēn)子(PCAT)，聚合鐵-陽離(lí)子有機高分(fēn)子(PCFT)，聚合鋁-甲殼素(PAPCh) |
| 聚合氯化鋁(PAC、PACL)，聚合硫酸鋁(PAS)，聚合氯化鐵(PFC)，聚合硫酸鐵(PFS)，聚合磷酸鋁(PAP)，聚合磷酸鐵(PEP) |
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| 聚合氯化鋁鐵(PAFC)，聚合硫酸鋁鐵(PAFS)，聚合矽酸鋁(PASiC，PASiS)，聚合矽酸鐵(PFSiC，PFSiS)，聚合矽酸鋁鐵(PAFSi)，聚合磷酸鋁鐵(PAFP)，聚合磷酸氯化鋁(PAPCL)，聚合氯化硫酸鋁(PASCL)，聚合氯化硫酸鋁鐵(PAFSCL)，聚合複合型鋁酸鈣，聚合矽酸硫酸鋁(PSiAS) |
| 聚合鋁-聚丙烯酰胺(PACM)，聚合鐵-聚丙烯酰胺(PFCM)，聚合鋁-陽離(lí)子有機高分(fēn)子(PCAT)，聚合鐵-陽離(lí)子有機高分(fēn)子(PCFT)，聚合鋁-甲殼素(PAPCh) |
Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物(wù)都會進一(yī)步結合爲聚集體(tǐ)，在一(yī)定條件下(xià)保持在水溶液中(zhōng)，其粒度大(dà)緻在納米級範圍，以此發揮凝聚—絮凝作用會得到低投加量高效果的結果。若比較它們的反應聚合速度，由Al→Fe→Si是趨于強烈的，同時由羟基橋聯轉爲氧基橋聯的趨勢也按此順序。因此，鋁聚合物(wù)的反應較緩和，形态較穩定，鐵的水解聚合物(wù)則反應迅速，容易失去(qù)穩定而發生(shēng)沉澱，矽聚合物(wù)則更趨于生(shēng)成溶膠及凝膠顆粒。
IPF的優點反映在它比傳統絮凝劑如硫酸鋁、氯化鐵的效能更優異，而比有機高分(fēn)子絮凝劑（OPF）價格低廉。現在它成功地應用在給水、工(gōng)業廢水以及城市污水的各種處理流程，包括預處理、中(zhōng)間處理和深度處理中(zhōng)，逐漸成爲主流絮凝劑。但是，在形态、聚合度及相應的凝聚—絮凝效果方面，無機高分(fēn)子絮凝劑仍處于傳統金屬鹽絮凝劑與有機高分(fēn)子絮凝劑之間的位置。其分(fēn)子量和粒度大(dà)小(xiǎo)以及絮凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很多，而且還存在對進一(yī)步水解反應的不穩定性問題。IPF的這些弱點促進了各種複合型無機高分(fēn)子絮凝劑的研究和開(kāi)發。聚合氯化鋁(PAC)，又(yòu)稱堿式氯化鋁，化學式爲ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一(yī)種多價電(diàn)解質，能顯著地降低水中(zhōng)粘土類雜(zá)質(多帶負電(diàn)荷)的膠體(tǐ)電(diàn)荷。由于相對分(fēn)子質量大(dà)，吸附能力強，形成的絮凝體(tǐ)較大(dà)，絮凝沉澱性能優于其他絮凝劑。PAC聚合度較高，投加後快速攪拌，可以大(dà)大(dà)縮短絮凝體(tǐ)形成時間。PAC受水溫影響較小(xiǎo)，低水溫時使用效果也很好。它對水的pH值降低較少，适用的pH範圍寬(可在pH=5～9範圍内使用)，故可不投加堿劑。PAC的投加量少，産泥量也少，且使用、管理、操作都較方便，對設備、管道等腐蝕性也小(xiǎo)。因此，PAC在水處理領域有逐步替代硫酸鋁的趨勢，其缺點是價格較高。
另外(wài)，從溶液化學的角度看，PAC是鋁鹽水解—聚合—沉澱反應過程的動力學中(zhōng)間産物(wù)，熱力學上是不穩定的，一(yī)般液體(tǐ)PAC産品均應在半年内使用。添加某些無機鹽（如CaCl2、MnCl2等）或高分(fēn)子（如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等）可提高PAC的穩定性，同時可增加凝聚能力。從生(shēng)産工(gōng)藝講，在PAC的制造過程中(zhōng)引入一(yī)種或幾種不同的陰離(lí)子（如SO42-、PO43-等），利用增聚作用可以在一(yī)定程度上改變聚合物(wù)的結構和形态分(fēn)布，進而提高PAC的穩定性和功效；如果在PAC的制造過程中(zhōng)引入其它陽離(lí)子組分(fēn)，如Fe3+，使Al3+和Fe3+交錯水解聚合，可制得複合絮凝劑聚合鋁鐵。三氧化二鋁含量是聚合氯化鋁有效成分(fēn)的衡量指标，一(yī)般而言，絮凝劑産品密度越大(dà)，三氧化二鋁含量越高。一(yī)般來說，堿化度越高的聚合氯化鋁吸附架橋能力越好，但因接近[Al(OH)3]n而易産生(shēng)沉澱，因此穩定性也較差。由于聚合氯化鋁可以看作是AlCl3逐步水解轉化爲Al(OH)3過程中(zhōng)的中(zhōng)間産物(wù)，也就是Cl-逐步被羟基OH-取代的各種産物(wù)。聚合氯化鋁的某種形态中(zhōng)羟基化程度就是堿化度，堿化度是聚合氯化鋁中(zhōng)羟基當量與鋁的當量之比。
實踐表明，堿化度是聚合氯化鋁的最重要指标之一(yī)，聚合氯化鋁的聚合度、電(diàn)荷量、混凝效果、成品的pH值、使用時的稀釋率和儲存的穩定性等都與堿化度有密切關系。常用聚合氯化鋁的堿化度多爲50%～80%。複合絮凝劑有各種成分(fēn)，其主要原料是鋁鹽、鐵鹽和矽酸鹽。從制造工(gōng)藝方面講，它們可以預先分(fēn)别羟基化聚合再加以混合，也可以先混合再加以羟基化聚合，但最終總是要形成羟基化的更高聚合度的無機高分(fēn)子形态，才能達到優異的絮凝效果。複合劑中(zhōng)每種組分(fēn)在總體(tǐ)結構和凝聚—絮凝過程中(zhōng)都會發揮一(yī)定作用，但在不同的方面，可能有正效應，也可能有負效應。
IPF産品通常要綜合考慮穩定性、電(diàn)中(zhōng)和能力和吸附架橋能力三種因素。聚合鋁、聚合鐵類絮凝劑的弱點是分(fēn)子量和粒度尚不夠高而聚集體(tǐ)的粘附架橋能力不夠強，因而需要加入粒度較大(dà)的矽聚合物(wù)來增強絮凝性能。但加入陰離(lí)子型的矽聚合物(wù)後，總體(tǐ)電(diàn)荷會有所降低，從而減弱了電(diàn)中(zhōng)和能力。因此，目前的複合絮凝劑即使制造質量優良，與聚合鋁相比，其效果隻能提高10～30%。作爲使用IPF的廢水處理技術人員(yuán)，必須了解不同種類複合絮凝劑的特性、适應性、優點及不足是同樣重要的。在選用最合适的絮凝劑和投加工(gōng)藝操作程序時，隻有根據廢水水質特點，仔細分(fēn)析和判斷，才能獲得最佳的處理效果。13．人工(gōng)合成有機高分(fēn)子絮凝劑的種類有哪些？人工(gōng)合成有機高分(fēn)子絮凝劑多爲聚丙烯、聚乙烯物(wù)質，如聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺等。這些絮凝劑都是水溶性的線型高分(fēn)子物(wù)質，每個大(dà)分(fēn)子由許多包含帶電(diàn)基團的重複單元組成，因而也稱爲聚電(diàn)解質。包含帶正電(diàn)基團的爲陽離(lí)子型聚電(diàn)解質，包含帶負電(diàn)基團的爲陰離(lí)子型聚電(diàn)解質，既包含帶正電(diàn)基團又(yòu)包含帶負電(diàn)基團，稱之爲非離(lí)子型聚電(diàn)解質。
目前使用較多的高分(fēn)子絮凝劑是陰離(lí)子型，它們對水中(zhōng)負電(diàn)膠體(tǐ)雜(zá)質隻能發揮助凝作用。往往不能單獨使用，而是配合鋁鹽、鐵鹽使用。陽離(lí)子型絮凝劑能同時發揮凝聚和絮凝作用而單獨使用，故得到較快發展。我(wǒ)(wǒ)國當前使用較多的是聚丙烯酰胺類非離(lí)子型高聚物(wù)，常與鐵、鋁鹽合用。利用鐵、鋁鹽對膠體(tǐ)微粒的電(diàn)性中(zhōng)和作用和高分(fēn)子絮凝劑優異的絮凝功能，從而得到滿意的處理效果。聚丙烯酰胺在使用中(zhōng)具有投量少，凝聚速度快，絮凝體(tǐ)粒大(dà)強韌的特點。我(wǒ)(wǒ)國目前生(shēng)産的人工(gōng)合成有機高分(fēn)子絮凝劑中(zhōng)80%是這種産品。聚丙烯酰胺PAM是一(yī)種目前應用最廣泛的人工(gōng)合成有機高分(fēn)子絮凝劑，有時也被用作助凝劑。聚丙烯酰胺的生(shēng)産原料是聚丙烯腈CH2＝CHCN，在一(yī)定條件下(xià)，丙烯腈水解生(shēng)成丙烯酰胺，丙烯酰胺再通過懸浮聚合得到聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺屬于水溶性樹(shù)脂，産品有粒狀固體(tǐ)和一(yī)定濃度的粘稠水溶液兩種。
聚丙烯酰胺在水的實際存在形态是無規線團，由于無規線團具有一(yī)定的粒徑尺寸，其表面又(yòu)有一(yī)些酰胺基團，因此能夠起到相應的架橋和吸附能力，即具有一(yī)定的絮凝能力。但由于聚丙烯酰胺長鏈卷曲成線團，使其架橋範圍較小(xiǎo)，兩個酰胺基締結後，相當于作用相互抵消而喪失兩個吸附位，再加上部分(fēn)酰胺基卷藏在線團結構的内部，不能與水中(zhōng)的雜(zá)質顆粒相接觸和吸附，所以其擁有的吸附能力不能充分(fēn)發揮。爲了使締結在一(yī)起的酰胺基再次分(fēn)開(kāi)、内藏的酰胺基也能暴露在外(wài)表，人們設法将無規線團适當延伸展開(kāi)，甚至設法在長分(fēn)子鏈上增加一(yī)些帶有陽離(lí)子或陰離(lí)子的基團，同時提高吸附架橋能力和電(diàn)中(zhōng)和壓縮雙電(diàn)層的作用。這樣一(yī)來，在PAM的基礎上又(yòu)衍生(shēng)出一(yī)系列性質各異的聚丙烯酰胺類絮凝劑或助凝劑。比如說在聚丙烯酰胺溶液中(zhōng)加堿，使部分(fēn)鏈節上的酰胺基轉化爲羧酸鈉，而羧酸鈉在水中(zhōng)容易離(lí)解出鈉離(lí)子，使COO-基保留在支鏈上，因此生(shēng)成部分(fēn)水解的陰離(lí)子型聚丙烯酰胺。陰離(lí)子型聚丙烯酰胺分(fēn)子結構上的COO-基使分(fēn)子鏈帶有負電(diàn)荷，彼此相斥将原來締結在一(yī)起的酰胺基拉開(kāi)，促使分(fēn)子鏈由線團狀逐漸伸展成長鏈狀，從而使架橋範圍擴大(dà)、提高絮凝能力，作爲助凝劑其優勢表現得更爲出色。陰離(lí)子型聚丙烯酰胺的使用效果與其“水解度”有關，“水解度”過小(xiǎo)會導緻混凝或助凝效果較差，“水解度”過大(dà)會增加制作成本。陰離(lí)子型聚丙烯酰胺“水解度”是水解時PAM分(fēn)子中(zhōng)酰胺基轉化成羧基的百分(fēn)比，但由于羧基數測定很困難，實際應用中(zhōng)常用“水解比”即水解時氫氧化鈉用量與PAM用量的重量比來衡量。
水解比過大(dà)，加堿費(fèi)用較高，水解比過小(xiǎo)，又(yòu)會使反應不足、陰離(lí)子型聚丙烯酰胺的混凝或助凝效果較差。一(yī)般将水解比控制在20%左右，水解時間控制在2～4h。水的pH值對無機絮凝劑的使用效果影響很大(dà)，pH值的大(dà)小(xiǎo)關系到選用絮凝劑的種類、投加量和混凝沉澱效果。水中(zhōng)的H+和OH-參與絮凝劑的水解反應，因此，pH值強烈影響絮凝劑的水解速度、水解産物(wù)的存在形态和性能。以通過生(shēng)成Al(OH)3帶電(diàn)膠體(tǐ)實現混凝作用的鋁鹽爲例，當pH值﹤4時，Al3+不能大(dà)量水解成Al(OH)3，主要以Al3+離(lí)子的形式存在，混凝效果極差。pH值在6.5～7.5之間時，Al3+水解聚合成聚合度很大(dà)的Al(OH)3中(zhōng)性膠體(tǐ)，混凝效果較好。pH值﹥8後，Al3+水解成AlO2-，混凝效果又(yòu)變得很差。
水的堿度對pH值有緩沖作用，當堿度不夠時，應添加石灰等藥劑予以補充。當水的pH值偏高時，則需要加酸調整pH值到中(zhōng)性。相比之下(xià)，高分(fēn)子絮凝劑受pH值的影響較小(xiǎo)。水溫影響絮凝劑的水解速度和礬花形成的速度及結構。混凝的水解多是吸熱反應，水溫較低時，水解速度慢(màn)且不完全。低溫情況下(xià)，水的粘度大(dà)，布朗運動減弱，絮凝劑膠體(tǐ)顆粒與水中(zhōng)雜(zá)質顆粒的碰撞次數減少，同時水的剪切力增大(dà)，阻礙混凝絮體(tǐ)的相互粘合；因此，盡管增加了絮凝劑的投加量，絮體(tǐ)的形成還是很緩慢(màn)，而且結構松散、顆粒細小(xiǎo)，難以去(qù)除。低溫對高分(fēn)子絮凝劑的影響較小(xiǎo)。但要注意的是，使用有機高分(fēn)子絮凝劑時，水溫不能過高，高溫容易使有機高分(fēn)子絮凝劑老化甚至分(fēn)解生(shēng)成不溶性物(wù)質，從而降低混凝效果。
水中(zhōng)雜(zá)質顆粒大(dà)小(xiǎo)參差不齊對混凝有利，細小(xiǎo)而均勻會導緻混凝效果很差。雜(zá)質顆粒濃度過低往往對混凝不利，此時回流沉澱物(wù)或投加助凝劑可提高混凝效果。水中(zhōng)雜(zá)質顆粒含有大(dà)量有機物(wù)時，混凝效果會變差，需要增加投藥量或投加氧化劑等起助凝作用的藥劑。水中(zhōng)的鈣鎂離(lí)子、硫化物(wù)、磷化物(wù)一(yī)般對混凝有利，而某些陰離(lí)子、表面活性物(wù)質對混凝有不利影響。
絮凝劑的選擇主要取決于水中(zhōng)膠體(tǐ)和懸浮物(wù)的性質及濃度。如果水中(zhōng)污染物(wù)主要呈膠體(tǐ)狀态，則應首選無機絮凝劑使其脫穩凝聚，如果絮體(tǐ)細小(xiǎo)，則需要投加高分(fēn)子絮凝劑或配合使用活化矽膠等助凝劑。很多情況下(xià)，将無機絮凝劑與高分(fēn)子絮凝劑聯合使用，可明顯提高混凝效果，擴大(dà)應用範圍。對于高分(fēn)子而言，鏈狀分(fēn)子上所帶電(diàn)荷量越大(dà)，電(diàn)荷密度越高，鏈越能充分(fēn)伸展，吸附架橋的作用範圍也就越大(dà)，混凝效果會越好。
使用混凝法處理任何廢水，都存在最佳絮凝劑和最佳投藥量，通常都要通過試驗确定，投加量過大(dà)可能造成膠體(tǐ)的再穩定。一(yī)般普通鐵鹽、鋁鹽的投加範圍是10～100mg/L，聚合鹽爲普通鹽投加量的1/2～1/3，有機高分(fēn)子絮凝劑的投加範圍是1～5mg/L。
當使用多種絮凝劑時，需要通過試驗确定最佳投加順序。一(yī)般來說，當無機絮凝劑與有機絮凝劑并用時，應先投加無機絮凝劑，再投加有機絮凝劑。而處理雜(zá)質顆粒尺寸在50μm以上時，常先投加有機絮凝劑吸附架橋，再投加無機絮凝劑壓縮雙電(diàn)層使膠體(tǐ)脫穩。
在混合階段，要求絮凝劑與水迅速均勻地混合，而到了反應階段，既要創造足夠的碰撞機會和良好的吸附條件讓絮體(tǐ)有足夠的成長機會，又(yòu)要防止已生(shēng)成的小(xiǎo)絮體(tǐ)被打碎，因此攪拌強度要逐步減小(xiǎo)，反應時間要足夠長。17．天然有機高分(fēn)子絮凝劑的種類有哪些？天然有機高分(fēn)子絮凝劑在水處理中(zhōng)應用具有悠久的曆史，直到今天，天然高分(fēn)子化合物(wù)仍是一(yī)類重要的絮凝劑，隻是使用量遠低于人工(gōng)合成高分(fēn)子絮凝劑，原因是天然高分(fēn)子絮凝劑電(diàn)荷密度較小(xiǎo)，分(fēn)子量較低，且易發生(shēng)生(shēng)物(wù)降解而失去(qù)絮凝活性。
與人工(gōng)合成的絮凝劑相比，天然有機高分(fēn)子絮凝劑的毒性小(xiǎo)，提取工(gōng)藝簡單，無論是化學成分(fēn)還是生(shēng)産工(gōng)藝，都能很好地與自然和諧一(yī)緻，因此研究、利用這些自然資(zī)源用作水處理藥劑成爲當前的熱點，這與全球重視合理利用資(zī)源，保護和改善環境的形勢密不可分(fēn)。目前天然高分(fēn)子絮凝劑的種類很多，按照其主要天然成分(fēn)(包括改性所用的基質成分(fēn))，可以分(fēn)爲：殼聚糖類絮凝劑、改性澱粉絮凝劑、改性纖維素絮凝劑、木質素類絮凝劑、樹(shù)膠類絮凝劑、褐藻膠絮凝劑、動物(wù)膠和明膠絮凝劑等。這些天然高分(fēn)子多數具有多糖結構，其中(zhōng)澱粉主鏈中(zhōng)僅含有一(yī)種單糖結構，屬于同多糖；殼聚糖、樹(shù)膠、褐藻膠等含有多種單糖結構，屬于雜(zá)多糖；木質素是一(yī)種特殊的芳香型天然高聚物(wù)；動物(wù)膠和明膠屬于蛋白(bái)質類物(wù)質。18．使用高分(fēn)子有機絮凝劑時，應注意哪些事項？有機高分(fēn)子絮凝劑屬于線團結構的長鏈大(dà)分(fēn)子，在水中(zhōng)必然經曆一(yī)個溶漲過程，固體(tǐ)産品或高濃度液體(tǐ)産品在使用之前必須配制成水溶液再投加到待處理水中(zhōng)。配制水溶液的溶藥池必須安裝機械攪拌設備，溶藥連續攪拌時間要控制在30min以上。水溶液的濃度一(yī)般爲0.1%左右，再高，溶液的粘度增大(dà)，投加困難，再低，需要的溶液池體(tǐ)積又(yòu)會過大(dà)。溶藥使用的水中(zhōng)應盡量避免含有大(dà)量的懸浮物(wù)，以避免有機高分(fēn)子絮凝劑與這些懸浮物(wù)進行絮凝反應形成礬花，影響投加後的使用效果。
對固體(tǐ)有機高分(fēn)子絮凝劑進行溶解時，固體(tǐ)顆粒的投加點一(yī)定要在水流紊動最強烈的地方，同時一(yī)定要以最小(xiǎo)投加量向溶藥池中(zhōng)緩慢(màn)投入，使固體(tǐ)顆粒分(fēn)散進入水中(zhōng)，以防固體(tǐ)投加量太快在水中(zhōng)分(fēn)散不及而相互粘結形成團塊，團塊的結構是内部有固體(tǐ)顆粒、外(wài)部包圍部分(fēn)水解物(wù)，這樣的團塊一(yī)旦形成，往往要花費(fèi)很長時間才能再均勻地溶入水中(zhōng)，在連續溶藥池中(zhōng)甚至可以存在長達數天。固體(tǐ)顆粒的投加點一(yī)定要遠離(lí)機械攪拌器的攪拌軸，因爲攪拌軸通常是溶藥池中(zhōng)水流紊動性最差的地方，溶解不充分(fēn)的有機高分(fēn)子絮凝劑經常會附着在軸上，日益積累，有時可以形成相當大(dà)的粘團，如果不及時認真地予以清理，粘團會越變越大(dà)，影響範圍也就越來越大(dà)。作爲助凝劑時，一(yī)般要先在處理水中(zhōng)投加無機絮凝劑進行壓縮雙電(diàn)層脫穩後，再投加有機高分(fēn)子絮凝劑實現架橋作用。在無機絮凝劑投加充足的條件下(xià)，有機高分(fēn)子絮凝劑的助凝效果不會因投加量的差異而有較大(dà)差别。因此，作爲助凝劑時，有機高分(fēn)子絮凝劑的投加量一(yī)般爲0.1mg/L。固體(tǐ)有機高分(fēn)子絮凝劑容易吸水潮解成塊，必須使用防水包裝，保存地點也必須幹燥，避免露天存放(fàng)。19．微生(shēng)物(wù)絮凝劑的種類有哪些？微生(shēng)物(wù)絮凝劑與傳統無機或有機絮凝劑有顯著不同，它們或是直接利用微生(shēng)物(wù)細胞，或是利用微生(shēng)物(wù)細胞壁提取物(wù)、代謝産物(wù)等。前者是微生(shēng)物(wù)絮凝劑研究的主要方面，至今發現的具有絮凝性能微生(shēng)物(wù)有17種以上，包括黴菌、細菌、放(fàng)線菌和酵母，後者與有機絮凝劑爲同類物(wù)質。微生(shēng)物(wù)絮凝劑具有傳統無機或有機絮凝劑所不能比拟的許多優點，如不産生(shēng)二次污染、生(shēng)産成本低等。
微生(shēng)物(wù)絮凝劑的絮凝性能受諸多因素影響，内在因素包括絮凝基因的遺傳和表達，外(wài)在因素則有微生(shēng)物(wù)培養基的組成、細胞表面疏水性的變化、環境中(zhōng)二價金屬離(lí)子的存在等。目前，國外(wài)已有性能良好的微生(shēng)物(wù)絮凝劑商(shāng)品，如日本生(shēng)産的NOC--1。微生(shēng)物(wù)絮凝劑從研究到生(shēng)産的關鍵問題是發展成熟的微生(shēng)物(wù)育種技術，同時努力降低生(shēng)産成本。我(wǒ)(wǒ)國的微生(shēng)物(wù)絮凝劑研制正朝着這一(yī)方向邁進，但是離(lí)工(gōng)業化生(shēng)産還有一(yī)定距離(lí)。絮凝劑的選擇和用量應根據相似條件下(xià)的水廠運行經驗或原水混凝沉澱試驗結果，結合當地藥劑供應情況，通過技術經濟比較後确定。選用的原則是價格便宜、易得，淨水效果好，使用方便，生(shēng)成的絮凝體(tǐ)密實、沉澱快、容易與水分(fēn)離(lí)等。
混凝的目的在于生(shēng)成較大(dà)的絮凝體(tǐ)，由于影響因素較多，一(yī)般通過混凝燒杯攪拌試驗來取得相應數據。混凝試驗在燒杯中(zhōng)進行，包括快速攪拌、慢(màn)速攪拌和靜止沉降三個步驟。投入的絮凝劑經過快速攪拌迅速分(fēn)散并與水樣中(zhōng)的膠粒相接觸，膠粒開(kāi)始凝聚并産生(shēng)微絮體(tǐ)；通過慢(màn)速攪拌，微絮體(tǐ)進一(yī)步互相接觸長成較大(dà)的顆粒；停止攪拌後，形成的膠粒聚集體(tǐ)依靠重力自然沉降至燒杯底部。通過對混凝效果的綜合評價，如絮凝體(tǐ)沉降性、上清液濁度、色度、pH值、耗氧量等，确定合适的絮凝劑品種及其最佳用量。試驗用六聯攪拌機，它有六個可垂直移動的轉軸，其底部位置處帶有攪拌葉片，葉片尺寸6cm×2cm。轉軸的旋轉速度和旋轉時間可以預先設定，能自動工(gōng)作。一(yī)般試驗按快速攪動2min，n=300r/min；慢(màn)速攪動3min，n=60r/min。試驗時在6個1000mL大(dà)燒杯中(zhōng)加入1L原水後，分(fēn)别放(fàng)在六個轉軸的正下(xià)方，将轉軸下(xià)移到底；再在連接在一(yī)水平轉軸上的6個小(xiǎo)玻璃燒杯内，依次加入不同數量的藥液，轉動水平軸，則小(xiǎo)管内的藥液同時倒入相應的原水中(zhōng)。然後啓動攪拌器使其自動工(gōng)作。攪動自動停止後，将葉片從燒杯中(zhōng)緩慢(màn)拉起，靜置20min，用移液管自水面下(xià)約10cm處，吸取水樣25ml，用濁度計測量上清液的濁度。以投藥量爲橫坐标，上清液的剩餘濁度爲縱坐标，繪制成曲線将不同絮凝劑的效果進行對比，根據除濁效果和綜合技術經濟多方面因素，選擇确定處理這種廢水的絮凝劑。燒杯攪拌試驗方法可分(fēn)單因素試驗和多因素試驗兩種。試驗時要做到所用原水與實際水質完全相同，同時在根據水的pH值、雜(zá)質性質等因素考慮确定絮凝劑的種類、投加量、投加順序，而且試驗應該是實際過程的模拟，兩者的水力條件（主要是GT值）必須相同或接近。在廢水的混凝處理中(zhōng)，有時使用單一(yī)的絮凝劑不能取得良好的混凝效果，往往需要投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱爲助凝劑。常用助凝劑有氯、石灰、活化矽酸、骨膠和海藻酸鈉、活性炭和各種粘土等。
有的助凝劑本身不起混凝作用，而是通過調節和改善混凝條件、起到輔助絮凝劑産生(shēng)混凝效果的作用。有的助凝劑則參與絮體(tǐ)的生(shēng)成，改善絮凝體(tǐ)的結構，可以使無機絮凝劑産生(shēng)的細小(xiǎo)松散的絮凝體(tǐ)變成粗大(dà)而緊密的礬花。助凝劑種類較多，但按它們在混凝過程中(zhōng)所起作用來說大(dà)緻可分(fēn)爲如下(xià)兩類：
混凝過程應該在一(yī)定的pH值範圍内進行，如果原水pH值不能滿足此要求，則應調整原水的pH值，這類助凝劑包括酸和堿。原水pH值較低、堿度不足而使絮凝劑水解困難時，可以投加CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3等堿性物(wù)質(常用的爲石灰)；而PH值較高時，則常用硫酸或CO2來降低原水的pH值。對溶解性有機物(wù)含量較大(dà)的廢水，可用Cl2等氧化劑來破壞有機物(wù)，提高對溶解性有機物(wù)的去(qù)除效果。另外(wài)亞鐵鹽作絮凝劑時，可用氯氣将亞鐵(Fe2+)氧化成高價鐵(Fe3+)，以提高混凝效果。以上堿劑、硫酸和CO2、氯氣等本身并不起凝聚作用，隻起輔助混凝的作用。混凝的結果要求生(shēng)成粒度大(dà)、密度大(dà)和結實的礬花，既有利于沉澱，又(yòu)不易破碎。爲獲得此種結果，結合水質的特點，有時必須在水中(zhōng)加入某種物(wù)質或藥劑。如含有不宜沉降的質地較輕雜(zá)質的低濁廢水中(zhōng)，加入二氧化矽、活性炭、粘土一(yī)類較粗顆粒或回流部分(fēn)沉澱污泥可起到加重、加大(dà)礬花的作用；當采用鋁鹽、鐵鹽作絮凝劑隻能産生(shēng)細小(xiǎo)而松散的絮凝體(tǐ)時，可投加聚丙烯酰胺、活化矽酸及骨膠等高分(fēn)子助凝劑，利用它們的強烈吸附架橋作用，使細小(xiǎo)而松散的絮凝體(tǐ)變得粗大(dà)而密實。23．絮凝劑、助凝劑在強化廢水處理中(zhōng)的應用有哪些？廢水處理中(zhōng)投加絮凝劑可加速廢水中(zhōng)固體(tǐ)顆粒物(wù)的聚集和沉降，同時也能去(qù)除部分(fēn)溶解性有機物(wù)。這種方法具有投資(zī)少，操作簡單，靈活等優點，特别适合于處理水量小(xiǎo)，懸浮雜(zá)質含量較大(dà)的廢水。采用無機絮凝劑時，因爲投藥量大(dà)，産生(shēng)的污泥量也大(dà)，所以實際應用中(zhōng)主要采用人工(gōng)合成有機高分(fēn)子絮凝劑OPF，或采用無機絮凝劑與OPF相結合的方式。據有關報道，在初級沉澱池，常使用陰離(lí)子型已水解的聚丙烯酰胺去(qù)除廢水中(zhōng)的懸浮雜(zá)質，而使用非離(lí)子型聚丙烯酰胺(PAM)時的效果不好。經驗表明，在初級沉澱池中(zhōng)投加1mg/L水解聚丙烯酰胺，可去(qù)除進場廢水中(zhōng)50%以上的懸浮粒子及40%以上的BOD5。
在廢水的初級沉澱處理中(zhōng)，将有機高分(fēn)子聚電(diàn)解質與無機絮凝劑的混合使用，要比它們各自單獨使用效果更好。由于進場廢水中(zhōng)懸浮粒子的濃度、粒徑分(fēn)布及種類等随時會發生(shēng)變化，就使得絮凝劑的最佳劑量有時難以控制。這時若過量投加無機絮凝劑，用卷掃機理來沉澱去(qù)除懸浮雜(zá)質，方法雖然可行，但其缺點也是很突出的，一(yī)是作用時間比較長(15～30min)，再是形成的絮體(tǐ)易破碎。如果在投加無機絮凝劑的同時，再加入一(yī)定量的有機高分(fēn)子聚電(diàn)解質，可使絮凝時間減少到2～5min，而且形成的絮體(tǐ)也比較結實。在用沉澱法去(qù)除水中(zhōng)帶色有機膠體(tǐ)雜(zá)質時，可使用雙電(diàn)解質系統。先用帶有高正電(diàn)荷的陽離(lí)子型聚電(diàn)解質使這些有機膠體(tǐ)脫穩，然後再用大(dà)分(fēn)子量非離(lí)子型或陰離(lí)子型聚電(diàn)解質使已脫穩的有機膠體(tǐ)絮凝成易沉澱的絮體(tǐ)。二次沉澱池中(zhōng)常使用陽離(lí)子型聚電(diàn)解質作絮凝劑，如聚二甲基已二烯氯化铵或聚氨甲基二甲基已二烯氯化铵等，但其投加量要比在初次沉澱池中(zhōng)少一(yī)些。原因是初次沉澱池中(zhōng)所添加的陰離(lí)子型聚電(diàn)解質有一(yī)部分(fēn)在進入二次沉澱池後繼續發揮作用，而且二次沉澱池中(zhōng)所添加的聚電(diàn)解質在污泥回流中(zhōng)能反複得到利用。另外(wài)，混凝處理還可以去(qù)除廢水中(zhōng)的磷酸鹽和重金屬離(lí)子。長期以來，人們一(yī)直采用投加金屬鹽類無機絮凝劑的方法來去(qù)除廢水中(zhōng)的部分(fēn)磷酸鹽。但實驗證明，在保證磷酸根的去(qù)除率沒有降低的前提下(xià)，用陽離(lí)子聚合物(wù)代替無機絮凝劑可以取得同樣的除磷效果，這說明聚合物(wù)參與了對陰離(lí)子磷酸根的吸附。例如某廢水處理場在混凝處理工(gōng)藝中(zhōng)，用12mg/L硫酸鐵和3mg/L高電(diàn)荷密度的陽離(lí)子聚合物(wù)，以及0.2mg/L高分(fēn)子量的陰離(lí)子聚合物(wù)複合，代替原來23mg/L的硫酸鐵，在磷的去(qù)除率不變的情況下(xià)，使出水BOD5去(qù)除率從30%上升到了55%。同時，采用混凝處理後，可以使活性污泥階段産生(shēng)的污泥中(zhōng)無機物(wù)成分(fēn)減少，提高活性污泥的生(shēng)物(wù)降解功能。廢水處理中(zhōng)使用的過濾、浮選等處理工(gōng)藝中(zhōng)，通過使用無機絮凝劑和聚電(diàn)解質助凝劑，可以提高出水水質。結合廢水水質特點，絮凝劑可以單獨使用，也可以多種絮凝劑複合使用或一(yī)主一(yī)輔複配使用（輔者作爲助凝劑）。絮凝劑的選擇可以通過燒杯靜态試驗初步篩選，再在生(shēng)産裝置上驗證确定。調理劑又(yòu)稱脫水劑，可分(fēn)爲無機調理劑和有機調理劑兩大(dà)類。無機調理劑一(yī)般适用于污泥的真空過濾和闆框過濾，而有機調理劑則适用于污泥的離(lí)心脫水和帶式壓濾脫水。
最有效、最便宜也是最常用的無機調理劑主要有鐵鹽和鋁鹽兩大(dà)類。鐵鹽調理劑主要包括氯化鐵（FeCl3∙6H2O）、硫酸鐵（Fe2(SO4)3∙4H2O）、硫酸亞鐵（FeSO4∙7H2O）以及聚合硫酸鐵（PFS）（[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m）等，鋁鹽調理劑主要有硫酸鋁（Al2(SO4)3∙18H2O）、三氯化鋁（AlCl3）、堿式氯化鋁（Al(OH)2Cl）、聚合氯化鋁（PAC）（[Al2(OH)n∙Cl6-n]m）等。投加無機調理劑後，可以大(dà)大(dà)加速污泥的濃縮過程，改善過濾脫水效果。而且鐵鹽和石灰聯用可以進一(yī)步提高調理效果。投加無機調理劑的缺點一(yī)是用量較大(dà)，一(yī)般來說，投加量要達到污泥幹固體(tǐ)重量的5%～20%，從而導緻濾餅體(tǐ)積增大(dà)；二是無機調理劑本身具有腐蝕性（尤其是鐵鹽），投加系統要具有防腐性能。應當注意的是，采用氯化鐵作爲調理劑時，會增加對脫水污泥處理設備金屬構件的腐蝕性，因此所配備的脫水污泥處理設備的防腐等級應适當提高。有機合成高分(fēn)子調理劑種類很多，按聚合度可分(fēn)爲低聚合度（分(fēn)子量約爲1千～幾萬）和高聚合度（分(fēn)子量約爲幾十萬～幾百萬）兩種；按離(lí)子型分(fēn)爲陽離(lí)子型、陰離(lí)子型、非離(lí)子型、陰陽離(lí)子型等。與無機調理劑相比，有機調理劑投加量較少，一(yī)般爲污泥幹固體(tǐ)重量的0.1%～0.5%，而且沒有腐蝕性。用于污泥調理的有機調理劑主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝劑産品，主要有陽離(lí)子型聚丙烯酰胺、陰離(lí)子型聚丙烯酰胺和非離(lí)子型聚丙烯酰胺三類。其中(zhōng)陽離(lí)子型聚丙烯酰胺能中(zhōng)和污泥顆粒表面的負電(diàn)荷并在顆粒間産生(shēng)架橋作用而顯示出較強的凝聚力，調理效果顯著，但費(fèi)用較高。爲降低成本，可以使用較便宜的陰離(lí)子型聚丙烯酰胺-石灰聯用法，利用帶有正電(diàn)荷的Ca(OH)2絮體(tǐ)物(wù)将帶負電(diàn)的絮凝劑和污泥顆粒吸附在一(yī)起，形成一(yī)種複合的凝聚體(tǐ)系。
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