城鎮(zhèn)污水處理中混凝沉淀技術(shù)的應(yīng)用

藺向陽

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124000）

近年來，混凝沉淀一級強(qiáng)化處理技術(shù)的研究已經(jīng)成為新的動(dòng)向，采用混凝沉淀一級強(qiáng)化處理工藝目的是節(jié)省投資，提高污染物的去除率以及由污染物所引起的色度、臭味、藻類等物質(zhì)的去除率。以較少的投資來達(dá)到削減較大量的污染負(fù)荷，特別是用來處理大流量、低濃度的城市合流污水，運(yùn)行工藝簡單，處理效果顯著，符合經(jīng)濟(jì)高效的原則，對于目前全國很多污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用較大，成本較高，實(shí)際上半開半停的狀況無疑是一種不錯(cuò)的選擇。也可廣泛用于各類企業(yè)廢水的工藝預(yù)處理，河流污水、垃圾費(fèi)液的處理等等，投資節(jié)省，效果顯著。

1 混凝沉淀的作用

混凝沉淀的目的就是通過投加混凝劑，利用電性中和、吸附架橋的作用，將污染物凝聚形成較大的絮團(tuán)顆?；虻\花，通過沉淀的作用去除濁度，使吸附于絮團(tuán)顆粒的污染物質(zhì)相應(yīng)的去除，從所處理的水中分離出去。達(dá)到改善水質(zhì)的目的，不但能夠有效地去除污水中的懸浮物和膠體物質(zhì)以及水中微生物、病原菌及病毒、乳化油、重金屬離子、磷等，而且通過提高水質(zhì)有利于污水的后緒處理和應(yīng)用。

混凝沉淀的效果除跟原水水質(zhì)有直接關(guān)系外，還與混凝劑的種類、投加量，投加順序，攪拌程度，PH值等有關(guān)。目前，在一級強(qiáng)化處理工藝中常用的混凝劑有FeCl3,Al2(SO4)3,PFS(聚合硫酸鐵),PAC（聚合氯化鋁）、PAM（聚丙烯酰胺）等等。其發(fā)展趨勢是從低分子向高分子、單一型向復(fù)合型、單功能型向多功能型發(fā)展。盡管混凝沉淀法對CODcr的去除率不是很高，理論值不應(yīng)大于50%，但通過采取一系列強(qiáng)化措施，即確定混凝沉淀之最佳狀況，增大水中懸浮顆粒的碰撞、吸附作用，通過降低出水濁度、SS（懸浮物）值，提高CODcr的去除率。

2 影響混凝沉淀效果的幾個(gè)主要因素

2.1 混凝劑種類對各項(xiàng)指標(biāo)去除率的影響

混凝劑的選擇主要取決于水中膠體和細(xì)微懸浮物的性質(zhì)和濃度。如果水中各污染物主要呈膠體狀態(tài)分布，則應(yīng)先選無機(jī)混凝劑使水體脫穩(wěn)凝聚。如果懸浮物絮體顆粒細(xì)小，則需投加高分子混凝劑，利用高分子鏈的充分延伸，吸附架橋作用，達(dá)到良好的絮凝效果。大多數(shù)情況下將無機(jī)混凝劑和有機(jī)高分子混凝劑并用，可明顯提高混凝效果，擴(kuò)大應(yīng)用的范圍和作用。在生產(chǎn)應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，鐵鹽混凝劑對于CODcr的去除率效果要好于鋁鹽混凝劑。這是因?yàn)殍F鹽的酸化能力比鋁鹽強(qiáng)，所以在混凝時(shí)PH值比鋁鹽低。較低的PH條件會(huì)增加腐植酸類物質(zhì)的質(zhì)子化程度，增加混凝劑水解產(chǎn)物上的正電荷密度，減少混凝劑需要量，有利于有機(jī)物吸附到金屬氫氧化物上。盡管鋁鹽水解產(chǎn)物的比表面積200～400m2/g 大于鐵鹽水解產(chǎn)物160～230m2/g的比表面積，但相同劑量的鐵鹽水解產(chǎn)生Fe（OH）3的量是鋁鹽水解產(chǎn)生 Al（OH）3 量的2.5倍，由于有機(jī)高分子聚合物不能產(chǎn)生對有機(jī)質(zhì)具有良好吸附作用的水解產(chǎn)物，因此單獨(dú)使用效果極差。

2.2 混凝劑投加順序的影響

在生產(chǎn)過程中使用多種混凝劑時(shí)，投加混凝劑的順序?qū)τ诨炷恋淼男Ч矔?huì)有較大的影響。最佳投加順序的選擇要通過具體的試驗(yàn)來確定。一般來說，當(dāng)無機(jī)混凝劑與有機(jī)混凝劑并用時(shí)，應(yīng)先投加無機(jī)混凝劑，通過電性中和作用來解除布朗運(yùn)動(dòng)，使水體懸浮顆粒能夠靠近而聚集在一起。再投加有機(jī)高分子混凝劑吸附架橋。通過高分子長碳鏈產(chǎn)生絮凝作用，達(dá)到處理目的。但當(dāng)處理的微膠粒在50um 以上時(shí)，則常常先投加有機(jī)高分子混凝劑吸附架橋后，再投加無機(jī)混凝劑壓縮雙電層而使膠體脫穩(wěn)。

2.3 混凝劑投加量的影響

對于任何水質(zhì)情況下的混凝沉降處理，都存在著最佳混凝劑和最佳投加量的問題。這應(yīng)當(dāng)針對各地水質(zhì)污染的不同情況通過認(rèn)真試驗(yàn)來確定?；炷齽┑耐都恿恐苯佑绊懟炷に噷λ形廴疚锏娜コЧ鴥?nèi)外許多專家的研究都表明隨著投藥量的增加，水源中的Toc的去除率不斷提高，然而過量的混凝劑必然引起處理費(fèi)用和污泥量的增加，并使出水中金屬離子濃度增加。因此應(yīng)根據(jù)水質(zhì)狀況選用合適的混凝劑和調(diào)節(jié)最佳PH值，選擇最佳投加量。一般情況下，普通鐵鹽、鋁鹽的投加量為10～100mg/L，聚合鹽的投加量要小一些，約為普通鹽的一半。有機(jī)高分子混凝劑的投加量約為1～5mg/L，總之投加不足則水體中懸浮微膠粒反應(yīng)不完全，絮體形成量不足。投加過量則易造成膠體再穩(wěn)，都會(huì)直接影響到該法的處理效果而起不到應(yīng)有的作用。

2.4 PH值進(jìn)水水質(zhì)對混凝效果的影響

水質(zhì)構(gòu)成、PH值對于混凝的效果有很大的影響。當(dāng)進(jìn)水中的污染物主要由大顆粒污染物和有機(jī)顆粒組成時(shí)、混凝沉降可以有效的去除污染物。CODcr 去除率就較好，當(dāng)污染物主要以溶解態(tài)存在，與金屬鹽水解產(chǎn)物結(jié)合的化學(xué)鍵不牢固，親水基很強(qiáng)，CODcr的去除效果就不好。在很多情況下，PH值偏低有利于污染物的去除。這與混凝沉淀工藝的作用機(jī)理有關(guān)。在低PH值個(gè)、高混凝劑投加量的一級強(qiáng)化混凝沉淀?xiàng)l件下，能形成大量金屬氫氧化物，改善混凝劑水解產(chǎn)物的形態(tài)且使其正電荷密度上升；同時(shí)低PH條件會(huì)影響有機(jī)物離解度和改變水中有機(jī)物的存在形態(tài)、有機(jī)物質(zhì)子化程度提高電荷密度降低，進(jìn)而降低其溶解度及親水性，成為教易被吸附的形態(tài)，吸著到大量存在的金屬氫氧化物顆粒上共沉淀。這樣可以提高水中溶解態(tài)的有機(jī)物的去除率，進(jìn)而提高水中總污染物的去除率。

混凝沉淀的最佳PH值因混凝劑的不同而有差異。以鋁鹽為例，鋁鹽的混凝作用是通過生成Al(OH)3膠體實(shí)現(xiàn)的，在不同PH值下，Al3+的存在形態(tài)不同。當(dāng)PH<4時(shí)，Al(OH)3溶解，以Al3+存在?；炷Ч麡O差。一般來說，在低PH值時(shí)，高電荷低聚合度的多核配合離子占主要地位，起不了粘附、架橋、吸附等作用。在PH=6.5～7.5時(shí)，聚合度很大的中性Al(OH)3膠體占絕大多數(shù)、故混凝效果好。當(dāng)PH>8時(shí)，Al(OH)3 膠體又重新溶解為負(fù)離子，生成AlO2-，混凝效果又很差了。高分子絮凝劑受PH值影響較小，水的堿度對PH值有緩沖作用。當(dāng)堿度不夠時(shí)，應(yīng)添加石灰等藥劑?？刂芇H值在最佳的范圍可減少混凝劑的消耗量，加強(qiáng)處理效果。

3 降低SS 與去除污染物的關(guān)系

水體中有機(jī)污染物能吸附在水中膠體顆粒的表面增加了膠體顆粒的穩(wěn)定性，影響懸浮物質(zhì)的沉降脫穩(wěn)，容易引起混凝劑投加量的增大，混凝沉淀一級強(qiáng)化處理工藝通過有效去除水體懸浮物SS 使吸附于膠體顆粒表面的各類污染物隨之絮凝沉淀，達(dá)到了去除污染物的目的。

4 結(jié)語

通過科學(xué)地控制混凝條件，調(diào)整影響混凝效果的幾個(gè)因素，能夠達(dá)到交好的污染物去除效果，而且成本較低，工藝簡單實(shí)用，適合我國目前中小城鎮(zhèn)污水處理長應(yīng)用，針對各地污水廠運(yùn)行費(fèi)用不足，實(shí)際上半停半開，工藝復(fù)雜難以得到有效應(yīng)用的狀況，混凝沉淀一級強(qiáng)化處理工藝無疑具有較高的推廣價(jià)值。

[1]胡云凝聚與絮凝.治金工業(yè)出版社.

[2]鄧忠良,朱云,肖錦.強(qiáng)化混凝用于污染水處理，工業(yè)水處理.

[3]張瑛,阮曉紅.水處理混凝劑及其發(fā)展方向，污染防治技術(shù).

[4]常青.水處理絮凝學(xué)，北京、化學(xué)工業(yè)出版社.

[5]唐愛印,戴友芝.水處理工程師，化學(xué)工業(yè)出版社.

[6]徐立新.混凝沉淀工藝簡介，山東科技.