污水處理中絮凝劑的選擇

（天津大沽化工股份有限公司，天津 300455）

絮凝劑是目前污水治理中應用最為廣泛的一種藥劑，它有效的提升了污水處理速率，使污水處理效果更加顯著。絮凝過程是污水處理工藝中不可缺少的關鍵環節。藥劑的投加確保了經大型污水處理設備處理后的水質能夠符合國家規定排放標準，有效防止了水污染現狀的惡化，確保生態環境可持續發展。

1 絮凝劑的種類

絮凝劑的品種繁多，從低分子到高分子，從單一型到復合型，總的趨勢是向廉價實用、無毒高效的方向發展。無機絮凝劑價格便宜，但對人類健康和生態環境會產生不利影響；有機高分子絮凝劑雖然用量少，浮渣產量少，絮凝能力強，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好，但這類高聚物的殘余單體具有“三致”效應(致崎、致癌、致突變)，因而使其應用范圍受到限制；微生物絮凝劑因不存在二次污染，使用方便，應用前景誘人。微生物絮凝劑將可能在未來取代或部分取代傳統的無機高分子和合成有機高分子絮凝劑。但微生物絮凝劑的研制和應用方興未艾，其特性和優勢為水處理技術的發展展示了一個廣闊的前景。

1.1 無機絮凝劑

無機絮凝劑主要分為兩個大類別：鐵制劑系列和鋁制劑系列，其中硫酸鋁最早是由美國開發的，并一直沿用至今的一種重要的無機絮凝劑。我國大部分污水處理設施基本上都采用了其中一種或幾種。香港昂船洲污水處理廠建成時是亞洲最大的污水處理工程之一，采用化學強化一級處理工藝（CEPT工藝）日處理量達170萬t，為350萬居民提供污水處理服務。該廠就選擇了氯化鐵結合聚合物作為絮凝劑及污泥脫水劑，其投藥量僅為氯化鐵10mg/L、聚合物1mg/L，去除懸浮固體效率達到了80%，而且生化需氧量的去除效率也達到了70%[1]。

1.2 有機高分子絮凝劑

有機高分子絮凝劑是20世紀60年代后期才發展起來的一類新型廢水處理劑。與傳統絮凝劑相比，它能成倍的提高效能，且價格較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢。加上產品質量穩定，無機聚合類絮凝劑的生產已占絮凝劑總產量30%～60%。其中的代表藥劑聚丙烯酰胺（PAM）系列專業針對各種難以處理的廢水的處理以及污泥脫水的處理。由于大多數有機高分子絮凝劑本身或其水解、降解產物有毒，且合成用丙烯酰胺單體有毒，能麻醉人的中樞神經，應用領域受到一定限制，迫使絮凝劑向廉價實用、無毒高效的方向發展。

1.3 復合絮凝劑

有機無機復合絮凝劑以品種多樣和性能多元化占主導地位。作用機理主要與協同作用相關。無機高分子成分吸附雜質和懸浮微粒,使形成顆粒并逐漸增大；而有機高分子成分通過自身的橋聯作用,利用吸附在有機高分子上的活性基團產生網捕作用,網捕其它雜質顆粒一同下沉。同時,無機鹽的存在使污染物表面電荷中和,促進有機高分子的絮凝作用,大大提高絮凝效果。我國無機高分子絮凝劑的生產和應用已取得長足進展,最具有代表性的聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的研究,已居世界前列。

1.4 生物絮凝劑

國外微生物絮凝劑的商業化生產始于20世紀90年代，因不存在二次污染，使用方便，應用前景誘人。如紅平紅球菌及由此制成的NOC-1是目前發現的最佳微生物絮凝劑，具有很強的絮凝活性，廣泛用于畜產廢水、膨化污泥、有色廢水的處理。我國微生物絮凝劑的制品尚未見報導。

2 我公司絮凝劑的使用及設備

我公司污水處理工藝采用混凝和纖維轉盤濾池深度處理組合工藝，使用聚合氯化鋁作為絮凝劑，確保最終出水達標排放。該工藝在廢水深度處理及回用工程中被廣泛應用，具有很好的處理效果，與傳統深度處理工藝如活性炭吸附、連續微濾及V型濾池相比，具有投資小、運行成本低及自動化程度高等特點。

由于在來水水質波動較大的情況下，生化處理出水COD、BOD及SS不能完全滿足新的標準要求，需要引入后處理系統，確保出水水質達標。通過大量理論分析和實驗室試驗，投加絮凝劑過濾是作為保障系統中最經濟有效的措施，能有效去除廢水中的SS以及COD等。

3 絮凝劑篩選及實驗數據

我公司污水處理設施在設計理論驗證的基礎上，增加了設施投運后的追加實驗，以確保絮凝劑的選用合理。

在混凝池設計基礎上經過篩選，擬用FeCl3和PAC其中一種藥劑進行絮凝沉降以去除固體懸浮物。針對絮凝劑的主要效果進行了兩種效果試驗：實驗1、用量及沉淀時間；實驗2、處理后水質分析檢測。現將具體情況進行如下總結。

3.1 實驗1絮凝沉淀實驗情況

采樣位置：目前工藝運行選擇的加藥位置是V-301出水廊道最后一格，故實驗采樣位置選擇在出水倒數第二廊道，即未加次鈉和聚鋁的出水。

實驗水量：從所采樣品中分別移取200mL水樣A和B重復試驗三組。

實驗方法：模擬當前工藝情況，分別向兩個水樣內加入等量的次鈉（次鈉作用為去除水中NH3-N，本實驗中作為控制變量）；然后逐漸向A中加入Fe-Cl3，向B中加入PAC，同時均勻慢速攪拌。

實驗現象：水樣A平均在加入4mL FeCl3時開始出現少量細小絮狀物，8mL時出現大量細小絮狀物。絮狀物未能形成大的礬花，沉降速度緩慢。參照V-302水力停留時間，將溶液靜置5 h后，大部分絮狀物仍呈懸浮狀態，間隙水混濁，并且整個溶液明顯變黃。

水樣B平均在滴入12mL PAC時開始出現細小絮狀物，滴入16mL時出現大塊絮狀物，沉降速度較快。參照V-302水力停留時間，將溶液靜置5 h后，大部分絮狀物沉降至量筒底部，間隙水清澈透明，整個溶液顏色明顯優于水樣A。

3.2 實驗2經絮凝沉降后的污水水質檢測分析

對經過實驗一的溶液進行常規水質檢測分析，包括pH、SS、NH3-N以及COD，結果見表1。

表1

實驗現象及結果可以提供一定參考。根據查閱相關文獻及網上資料表明，FeCl3在處理低溫污水或低濁污水時處理效果強于鋁鹽。但所處理污水水況是高溫高濁度污水，故而在實驗中FeCl3并未表現出絮體大，沉降速度快等優點。考慮到FeCl3腐蝕性極大（可腐蝕銅），調制和加藥設備必須采用耐腐蝕材料，我公司污水處理設施大部分采用大口徑埋地管線，一旦發生腐蝕導致泄露，將來檢修工作十分不便。相較之下，PAC用量大于FeCl3但處理效果較好，其堿化度要大大高于其他鋁鹽、鐵鹽腐蝕性較小，綜上所述我公司采用PAC的處理效果要優于FeCl3的處理效果。

4 小結

本文簡單闡述了絮凝劑的種類及優缺點，并簡要描述了我公司對絮凝劑的篩選試驗。通過對絮凝劑的甄別，綜合考慮處理工藝、處理水體的特征以及自身運行特點，選用適當絮凝劑投加量才是經濟穩定運行污水處理設施根本方法。

[1]羅固源.水污染控制工程[M].高等教育出版社.2006。