混凝剂主要包括无机混凝剂和有机高分子絮凝剂两种。
无机混凝剂 无机混凝剂中使用最广的是铝盐和铁盐。硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等普通无机絮凝剂聚合氯化铝、聚硫酸铁等无机高分子絮凝剂在城市污水处理中都有过应用。根据研究结果和已有的应用实例,上述几种无机絮凝剂在适宜的投药量和合理的反应条件下,都能取得大致相同的净化效果,铝盐和铁盐并用也可以取得好的应用效果,石灰本身有一定的混凝作用,当配合铁盐使用时,调整适宜ph值后,会有更好的去除效果。从污水处理厂的运行情况看出,近10年来,国外发达国家比较多的训勇氯化铁加石灰作为强化一级处理混凝剂,这大概与药剂价格低廉、絮体密实、沉降性能好有关;配合石灰使用,在偏碱性条件下比使用铝盐有较佳的综合应用效果,而污泥的脱水性能也比使用铝盐要好。还要指出的是,使用铁盐产生的物化污泥一般可以与生化污泥合并后进行厌氧消化处理,聚铝、聚铁以及聚铝铁等无机高分子絮凝剂对城市污水的处理效果也是挺好的,在我国应用较多,但结合处理费用等综合考虑时,不一定是最佳选择。
有机高分子絮凝剂 有机高分子絮凝剂分为非离子型、阴离子型和阳离子型等类别。以合成聚丙烯酰胺及其衍生物为主的聚合物性对分子质量高达1000万以上,分子链上合理分布活性基团或离子性基团,对水中细小悬浮颗粒有很强的架桥吸附功能,对水中带相反电荷的胶体物质有很好的电荷中和作用、压缩双电层作用。由于城市污水胶体带负电荷,因此阳离子型高分子絮凝剂在污水处理,特别在污泥脱水过程被广泛应用。
混凝的主要作用是去除水中悬浮颗粒和胶体微粒般认为混凝过程是混凝剂水解产物对水中胶体进行电中和、使其脱稳,从而形成细小的颗粒,继而絮凝为大而密实的矾花,并通过吸附架桥或网捕作用使脱稳的胶体生成粒度较大的絮凝体,再通过沉淀与过滤进行分离去除。而水中相对分子质量较小、溶解度较大的有机物(主要是腐殖酸类中的富里酸等)在一般混凝条件下去除率很低。主要原因是由于其具有良好的亲水性而不易被混凝剂的水解产物——金属氢氧化物所吸附,有机物不但增加了胶体表面电荷,而且造成空间位阻效应。但是,如果通过改善混凝处理条件,即在低pH值、高混凝剂用量的强化混凝条件下形成大量金属氢氧化物,改善混凝剂水解产物的形态且使其正电荷密度上升,同时低pH值条件会影响有机物离解度和改变水中有机物存在形态,有机物质子化程度提高,电荷密度降低,进而降低其溶解度及亲水性,成为较易被吸附的形态。
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