城鎮污水處理中混凝沉淀技術的應用

藺向陽

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124000）

近年來，混凝沉淀一級強化處理技術的研究已經成為新的動向，采用混凝沉淀一級強化處理工藝目的是節省投資，提高污染物的去除率以及由污染物所引起的色度、臭味、藻類等物質的去除率。以較少的投資來達到削減較大量的污染負荷，特別是用來處理大流量、低濃度的城市合流污水，運行工藝簡單，處理效果顯著，符合經濟高效的原則，對于目前全國很多污水處理廠運行費用較大，成本較高，實際上半開半停的狀況無疑是一種不錯的選擇。也可廣泛用于各類企業廢水的工藝預處理，河流污水、垃圾費液的處理等等，投資節省，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顆粒或礬花，通過沉淀的作用去除濁度，使吸附于絮團顆粒的污染物質相應的去除，從所處理的水中分離出去。達到改善水質的目的，不但能夠有效地去除污水中的懸浮物和膠體物質以及水中微生物、病原菌及病毒、乳化油、重金屬離子、磷等，而且通過提高水質有利于污水的后緒處理和應用。

混凝沉淀的效果除跟原水水質有直接關系外，還與混凝劑的種類、投加量，投加順序，攪拌程度，PH值等有關。目前，在一級強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。其發展趨勢是從低分子向高分子、單一型向復合型、單功能型向多功能型發展。盡管混凝沉淀法對CODcr的去除率不是很高，理論值不應大于50%，但通過采取一系列強化措施，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主要因素

2.1 混凝劑種類對各項指標去除率的影響

混凝劑的選擇主要取決于水中膠體和細微懸浮物的性質和濃度。如果水中各污染物主要呈膠體狀態分布，則應先選無機混凝劑使水體脫穩凝聚。如果懸浮物絮體顆粒細小，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，達到良好的絮凝效果。大多數情況下將無機混凝劑和有機高分子混凝劑并用，可明顯提高混凝效果，擴大應用的范圍和作用。在生產應用過程中發現，鐵鹽混凝劑對于CODcr的去除率效果要好于鋁鹽混凝劑。這是因為鐵鹽的酸化能力比鋁鹽強，所以在混凝時PH值比鋁鹽低。較低的PH條件會增加腐植酸類物質的質子化程度，增加混凝劑水解產物上的正電荷密度，減少混凝劑需要量，有利于有機物吸附到金屬氫氧化物上。盡管鋁鹽水解產物的比表面積200～400m2/g 大于鐵鹽水解產物160～230m2/g的比表面積，但相同劑量的鐵鹽水解產生Fe（OH）3的量是鋁鹽水解產生 Al（OH）3 量的2.5倍，由于有機高分子聚合物不能產生對有機質具有良好吸附作用的水解產物，因此單獨使用效果極差。

2.2 混凝劑投加順序的影響

在生產過程中使用多種混凝劑時，投加混凝劑的順序對于混凝沉淀的效果也會有較大的影響。最佳投加順序的選擇要通過具體的試驗來確定。一般來說，當無機混凝劑與有機混凝劑并用時，應先投加無機混凝劑，通過電性中和作用來解除布朗運動，使水體懸浮顆粒能夠靠近而聚集在一起。再投加有機高分子混凝劑吸附架橋。通過高分子長碳鏈產生絮凝作用，達到處理目的。但當處理的微膠粒在50um 以上時，則常常先投加有機高分子混凝劑吸附架橋后，再投加無機混凝劑壓縮雙電層而使膠體脫穩。

2.3 混凝劑投加量的影響

對于任何水質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。這應當針對各地水質污染的不同情況通過認真試驗來確定。混凝劑的投加量直接影響混凝工藝對水中污染物的去除效果。國內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用和污泥量的增加，并使出水中金屬離子濃度增加。因此應根據水質狀況選用合適的混凝劑和調節最佳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不完全，絮體形成量不足。投加過量則易造成膠體再穩，都會直接影響到該法的處理效果而起不到應有的作用。

2.4 PH值進水水質對混凝效果的影響

水質構成、PH值對于混凝的效果有很大的影響。當進水中的污染物主要由大顆粒污染物和有機顆粒組成時、混凝沉降可以有效的去除污染物。CODcr 去除率就較好，當污染物主要以溶解態存在，與金屬鹽水解產物結合的化學鍵不牢固，親水基很強，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理有關。在低PH值個、高混凝劑投加量的一級強化混凝沉淀條件下，能形成大量金屬氫氧化物，改善混凝劑水解產物的形態且使其正電荷密度上升；同時低PH條件會影響有機物離解度和改變水中有機物的存在形態、有機物質子化程度提高電荷密度降低，進而降低其溶解度及親水性，成為教易被吸附的形態，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的有機物的去除率，進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膠體實現的，在不同PH值下，Al3+的存在形態不同。當PH<4時，Al(OH)3溶解，以Al3+存在。混凝效果極差。一般來說，在低PH值時，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，聚合度很大的中性Al(OH)3膠體占絕大多數、故混凝效果好。當PH>8時，Al(OH)3 膠體又重新溶解為負離子，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。當堿度不夠時，應添加石灰等藥劑。控制PH值在最佳的范圍可減少混凝劑的消耗量，加強處理效果。

3 降低SS 與去除污染物的關系

水體中有機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定性，影響懸浮物質的沉降脫穩，容易引起混凝劑投加量的增大，混凝沉淀一級強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，達到了去除污染物的目的。

4 結語

通過科學地控制混凝條件，調整影響混凝效果的幾個因素，能夠達到交好的污染物去除效果，而且成本較低，工藝簡單實用，適合我國目前中小城鎮污水處理長應用，針對各地污水廠運行費用不足，實際上半停半開，工藝復雜難以得到有效應用的狀況，混凝沉淀一級強化處理工藝無疑具有較高的推廣價值。

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