聚合鐵基復合混凝劑處理城市污水及給水性能分析

陳奇

摘 要：主要基于聚合氯化鐵與不同黏度下的二甲基二烯丙基氯化銨等聚合物，制備了相應的聚合氯化鐵-二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復合混凝劑，并將其應用于城市的污水處理中，得到了相應的處理效果，為相關領域的研究人員提供了一定的研究經驗和數據資料。

關鍵詞：聚合鐵基復合混凝劑;城市污水;混凝效果;給水性能

伴隨著現代化建設進程的不斷加快，雖然城市規模在不斷擴大，但人們在生活中產生的污水也越來越多，對環境治理工作提出了更高的要求。因此，要想高效率地處理污水，就需要研發一種治理能力較強的復合混凝劑。

1?研究背景

當下，人們在進行城市污水處理的過程中，基本上采用的都是鋁鹽混凝劑，但是這種物質存在一定程度的鋁毒性，同時在低溫情況下，去污能力會受到嚴重的影響。對于研發的聚合鐵鹽混凝劑而言，在使用過程中，存在礬花大、絮體較為密實、沉降較快的特征，可以應用于各種pH的污水中，并且使用量較少，市場上的價格也較為理想，成為近年來最受關注的一種混凝劑。但是，對于這種鐵鹽混凝劑而言，由于分子質量較小、在水中的穩定性較差且投藥量較高，對產生的污泥量以及水體中膠體污染物質的吸附并不理想。因此，為了進一步提升單一聚合鐵鹽的使用效果，需要對其材料進行深入的研究，進而成功地對其進行改性處理。向鐵鹽體系引入其他類型的物質，并對聚合鐵鹽混凝劑進行復合改性，是當下最為主流的聚合鐵鹽配制方法，特別是在改性之后，可以高效率地處理城市污水或者給水，并且處理成本較為理想[1-2]。

2?實驗準備

2.1? 實驗器材與實驗材料

本實驗采用分光光度計、便攜式液體濁度儀、六聯攪拌機以及膠體產品等。

2.2? PFC制備

需要取出一定量的實驗材料，放入燒杯中，并加入一定量的蒸餾水，在其溶解之后，快速攪拌。同時，在攪拌過程中，還要加入一定量的固體碳酸鈣，使其達到設定好的堿化度。在完成反應之后，需要基于磷、鐵物質的量比，加入一定量的粉末。在當下制備的PFC產品的B值上，還要進行額外的確定與評估。

2.3? PFC-PDMDAAC制備

取出一定量的PFC溶液，放入燒杯中攪拌。在攪拌過程中，還要加入不同量的PDMDAAC膠體，之后對其進行強烈的攪拌，以此得到復合混凝劑產品。

2.4? PFC-PDMDAAC混凝效果

實驗采用的是六聯攪拌機，在高速攪拌過程中，向? ? ? ?500 mL水樣中加入一定量的混凝劑。同時，在攪拌過程中，先持續快速攪拌3 min，之后進行10 min的攪拌，最后進行15 min的靜置，并取出一定高度上的清液，實現水質指標的測定。

3?實驗分析

3.1? 城市污水混凝效果

在本實驗的分析中，采用的水樣為某市的污水，該區域由于位于經濟開發區，是一條城市生活污水河道，河水中不僅有生活污水，還匯集了一部分的工業污水。在實驗過程中，原水質為COD為321.4 g/mL。

為了對其配制的復合混凝劑進行全面的分析，就需要對PFC以及PDMDAAC混凝劑分別進行比對分析，以此凸顯出這種復合混凝劑的優勢。本實驗主要采用了5種不同的方法進行了有針對性的分析。

一方面，雖然在實驗投加量的實際范圍內進行，但投加方式不同，處理效果也會隨著投加量的增加而逐漸提升，導致處理效果存在一定的差異性。無論是除濁、除COD還是除磷，這5種投加方式的處理效果都很理想。在? ? ? ? ? ? ? ? ? ?PFC-PDMDAAC的投加量為3 mg/L時，能夠去除80%的COD以及總磷，而剩余的濁度僅在3 NTU。因此，通過實驗可以發現，在PFC與PDMDAAC發生復合反應之后，二者會在協同作用下，極大地提升這種混凝劑的實際混凝效果。因此，這種復合混凝劑可以很好地處理城市污水，且有著高效的處理效果[3]。

另一方面，對于其他投加方式，處理效果也較為明顯，有著十分明顯的差異性。這種差別在一定程度上受到了處理對象的影響。例如從除濁以及除磷等關系來看，不同方法有著不同的特點;而在去除COD時，不同的處理方法也會呈現出不同的效果[4]。

3.2? ?P值對混凝效果的影響分析

在不同的P值下，將PFC-PDMDAAC復合物質控制在同一投加量的標準下進行實驗，可以有效地對PDMDAAC質量進行評定，并對其復合混凝劑造成的影響進行分析。

在實驗的投加量范圍之內，混凝的實際效果會伴隨著復合物質投加量的增加而不斷提升。同時，隨著P值逐漸增大，混凝的實際效果也會有較為明顯的提升。將投加量控制在較少的條件下，PFC-PDMDAAC的處理效果與其他類型的混凝劑相比十分明顯。當投加量增加到3 mg/L時，在不同P值下，復合物的除磷效果基本上相同。同時，當P=7%時，剩余的濁度會低于P=14%的復合物程度[5]。

本實驗所研制的PDMDAAC物質是一種高正電荷的陽離子有機混凝劑，在相應的條件下，當其含量增加時，復合混凝劑電中和與吸附架橋的能力就會增強。因此，可以在特定范圍內，有效提升P值，以此對當下所使用的混凝劑的實際混凝性能進行優化與改進。但是，伴隨著P值的不斷增大，混凝劑的實際成本不斷增加，因此，要合理確定P值，充分保障復合混凝劑的能力，控制好水處理的實際成本。在當下城市污水處理過程中，將P=7%定為最佳比例。

3.3? η值對混凝效果的影響

當規定B=1、P=7%時，需要采用不同的η值開展有針對性的混凝實驗，分析η值下的處理效果所產生的影響。

在實驗過程中，發現η值對混凝的影響并不明顯。從整體性的角度進行分析后發現，η值越小，處理效果越好。在實驗過程中，發現在η值的實際范圍內，當η=0.8 dL/g時，PFC-PDMDAAC的處理效果最佳。因此，其混凝劑的實際η值，往往與分子質量呈現出比例關系。通常情況下，PDMDAAC當中的η值越高，混凝劑的效果越明顯。同時，η值也直接關系到混凝劑的制作成本。但是，當PFC與PDMDAAC發生復合之后，高η值的復合物質并不具有明顯的優勢，導致在這樣的生產工藝下，無法滿足相應的生產成本需求。

4?某市污水混凝效果分析

4.1? 不同投加方式的分析

在不同的投加方式下，對不同的地表水進行處理效果分析。在具體的實驗過程中，伴隨著投加量的不斷增加，處理效果越來越明顯。但是不同的投加方式也會出現不同的處理效果，具有較大的差異性。在實際分析中發現，當PFC與PDMDAAC發生復合之后，復合關系下混凝劑的設計混凝能力得到十分顯著的提升。同時，這種復合混凝劑在使用過程中，有效降低了水體中高錳酸鹽的指數，由此可知，PFC-PDMDAAC可以有效處理水體中的各種有機物，能夠很好地減少消毒之后產生的副產物，進一步提升飲用水的健康程度。

4.2? P值對混凝效果的影響

本實驗中，在不同的P值下，對PFC-PDMDAAC以及PFC在相同投加量范圍內開展的混凝效果進行分析，首先對其上清液進行水質指標分析，其次對P值以及? ? ? ? ? ? ? ? ? ?PFC-PDMDAAC的混凝效果進行測定。

在實驗過程中，將投加量控制在指定范圍內，混凝效果隨著混凝劑投加量的增加而提升。當投加量為2 mg/L時，混凝效果最佳;當投加量低于2 mg/L時，混凝劑的處理效果也明顯比其他類型的混凝劑高;當投加量大于2 mg/L時，處理效果便發生了不同的變化。

由此可知，在一定范圍內，PDMDAAC的實際含量不斷增加，混凝的實際效果就會顯著提升。但是，當PDMDAAC的實際含量過高時，混凝劑的成本也會增加，甚至會導致混凝劑的混凝效果受到一定的影響。

4.3? η值對混凝效果的影響

不同η值會直接導致混凝效果受到不同程度的影響。在本實驗中發現，η值越大，處理效果越好。尤其是對于水體中的UV-254而言，有著較為直接的影響。在處理城市污水的過程中，低η值下的復合混凝劑會有較好的處理效果，可以很好地提升實際處理效果。

5?結語

分析了復合混凝劑中不同物質及其混凝效果所產生的影響，得知可以利用優化與改進其中物質含量的方式，提升混凝劑的處理效果，極大地提升城市污水與給水的處理能力，保障水體的安全性。

[參考文獻]

[1]牟青松.聚合鐵復合混凝劑的混凝效果[J].勝利油田職工大學學報，2018（增刊1）：217-218.

[2]魏錦程.聚合鐵基無機-有機復合混凝劑處理地表水的性能及機理研究[D].濟南：山東大學，2018.

[3]王燕.新型聚合鐵基無機-有機復合混凝劑性能的研究[D].濟南：山東大學，2017.

[4]王燕，高寶玉，岳欽艷，等.聚合鋁基復合混凝劑殘余鋁及混凝性能的初步研究[J].環境化學，2019（5）：474-477.

[5]王燕，高寶玉，岳欽艷，等.聚合鋁基復合混凝劑除濁性能的研究[C].濟南：山東環境科學學會2002年度學術論文集，2003.