城镇污水处理中混凝沉淀技术的应用

蔺向阳

（中油辽河工程有限公司，辽宁 盘锦 124000）

近年来，混凝沉淀一级强化处理技术的研究已经成为新的动向，采用混凝沉淀一级强化处理工艺目的是节省投资，提高污染物的去除率以及由污染物所引起的色度、臭味、藻类等物质的去除率。以较少的投资来达到削减较大量的污染负荷，特别是用来处理大流量、低浓度的城市合流污水，运行工艺简单，处理效果显著，符合经济高效的原则，对于目前全国很多污水处理厂运行费用较大，成本较高，实际上半开半停的状况无疑是一种不错的选择。也可广泛用于各类企业废水的工艺预处理，河流污水、垃圾费液的处理等等，投资节省，效果显著。

1 混凝沉淀的作用

混凝沉淀的目的就是通过投加混凝剂，利用电性中和、吸附架桥的作用，将污染物凝聚形成较大的絮团颗粒或矾花，通过沉淀的作用去除浊度，使吸附于絮团颗粒的污染物质相应的去除，从所处理的水中分离出去。达到改善水质的目的，不但能够有效地去除污水中的悬浮物和胶体物质以及水中微生物、病原菌及病毒、乳化油、重金属离子、磷等，而且通过提高水质有利于污水的后绪处理和应用。

混凝沉淀的效果除跟原水水质有直接关系外，还与混凝剂的种类、投加量，投加顺序，搅拌程度，PH值等有关。目前，在一级强化处理工艺中常用的混凝剂有FeCl3,Al2(SO4)3,PFS(聚合硫酸铁),PAC（聚合氯化铝）、PAM（聚丙烯酰胺）等等。其发展趋势是从低分子向高分子、单一型向复合型、单功能型向多功能型发展。尽管混凝沉淀法对CODcr的去除率不是很高，理论值不应大于50%，但通过采取一系列强化措施，即确定混凝沉淀之最佳状况，增大水中悬浮颗粒的碰撞、吸附作用，通过降低出水浊度、SS（悬浮物）值，提高CODcr的去除率。

2 影响混凝沉淀效果的几个主要因素

2.1 混凝剂种类对各项指标去除率的影响

混凝剂的选择主要取决于水中胶体和细微悬浮物的性质和浓度。如果水中各污染物主要呈胶体状态分布，则应先选无机混凝剂使水体脱稳凝聚。如果悬浮物絮体颗粒细小，则需投加高分子混凝剂，利用高分子链的充分延伸，吸附架桥作用，达到良好的絮凝效果。大多数情况下将无机混凝剂和有机高分子混凝剂并用，可明显提高混凝效果，扩大应用的范围和作用。在生产应用过程中发现，铁盐混凝剂对于CODcr的去除率效果要好于铝盐混凝剂。这是因为铁盐的酸化能力比铝盐强，所以在混凝时PH值比铝盐低。较低的PH条件会增加腐植酸类物质的质子化程度，增加混凝剂水解产物上的正电荷密度，减少混凝剂需要量，有利于有机物吸附到金属氢氧化物上。尽管铝盐水解产物的比表面积200～400m2/g 大于铁盐水解产物160～230m2/g的比表面积，但相同剂量的铁盐水解产生Fe（OH）3的量是铝盐水解产生 Al（OH）3 量的2.5倍，由于有机高分子聚合物不能产生对有机质具有良好吸附作用的水解产物，因此单独使用效果极差。

2.2 混凝剂投加顺序的影响

在生产过程中使用多种混凝剂时，投加混凝剂的顺序对于混凝沉淀的效果也会有较大的影响。最佳投加顺序的选择要通过具体的试验来确定。一般来说，当无机混凝剂与有机混凝剂并用时，应先投加无机混凝剂，通过电性中和作用来解除布朗运动，使水体悬浮颗粒能够靠近而聚集在一起。再投加有机高分子混凝剂吸附架桥。通过高分子长碳链产生絮凝作用，达到处理目的。但当处理的微胶粒在50um 以上时，则常常先投加有机高分子混凝剂吸附架桥后，再投加无机混凝剂压缩双电层而使胶体脱稳。

2.3 混凝剂投加量的影响

对于任何水质情况下的混凝沉降处理，都存在着最佳混凝剂和最佳投加量的问题。这应当针对各地水质污染的不同情况通过认真试验来确定。混凝剂的投加量直接影响混凝工艺对水中污染物的去除效果。国内外许多专家的研究都表明随着投药量的增加，水源中的Toc的去除率不断提高，然而过量的混凝剂必然引起处理费用和污泥量的增加，并使出水中金属离子浓度增加。因此应根据水质状况选用合适的混凝剂和调节最佳PH值，选择最佳投加量。一般情况下，普通铁盐、铝盐的投加量为10～100mg/L，聚合盐的投加量要小一些，约为普通盐的一半。有机高分子混凝剂的投加量约为1～5mg/L，总之投加不足则水体中悬浮微胶粒反应不完全，絮体形成量不足。投加过量则易造成胶体再稳，都会直接影响到该法的处理效果而起不到应有的作用。

2.4 PH值进水水质对混凝效果的影响

水质构成、PH值对于混凝的效果有很大的影响。当进水中的污染物主要由大颗粒污染物和有机颗粒组成时、混凝沉降可以有效的去除污染物。CODcr 去除率就较好，当污染物主要以溶解态存在，与金属盐水解产物结合的化学键不牢固，亲水基很强，CODcr的去除效果就不好。在很多情况下，PH值偏低有利于污染物的去除。这与混凝沉淀工艺的作用机理有关。在低PH值个、高混凝剂投加量的一级强化混凝沉淀条件下，能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条件会影响有机物离解度和改变水中有机物的存在形态、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，成为教易被吸附的形态，吸着到大量存在的金属氢氧化物颗粒上共沉淀。这样可以提高水中溶解态的有机物的去除率，进而提高水中总污染物的去除率。

混凝沉淀的最佳PH值因混凝剂的不同而有差异。以铝盐为例，铝盐的混凝作用是通过生成Al(OH)3胶体实现的，在不同PH值下，Al3+的存在形态不同。当PH<4时，Al(OH)3溶解，以Al3+存在。混凝效果极差。一般来说，在低PH值时，高电荷低聚合度的多核配合离子占主要地位，起不了粘附、架桥、吸附等作用。在PH=6.5～7.5时，聚合度很大的中性Al(OH)3胶体占绝大多数、故混凝效果好。当PH>8时，Al(OH)3 胶体又重新溶解为负离子，生成AlO2-，混凝效果又很差了。高分子絮凝剂受PH值影响较小，水的碱度对PH值有缓冲作用。当碱度不够时，应添加石灰等药剂。控制PH值在最佳的范围可减少混凝剂的消耗量，加强处理效果。

3 降低SS 与去除污染物的关系

水体中有机污染物能吸附在水中胶体颗粒的表面增加了胶体颗粒的稳定性，影响悬浮物质的沉降脱稳，容易引起混凝剂投加量的增大，混凝沉淀一级强化处理工艺通过有效去除水体悬浮物SS 使吸附于胶体颗粒表面的各类污染物随之絮凝沉淀，达到了去除污染物的目的。

4 结语

通过科学地控制混凝条件，调整影响混凝效果的几个因素，能够达到交好的污染物去除效果，而且成本较低，工艺简单实用，适合我国目前中小城镇污水处理长应用，针对各地污水厂运行费用不足，实际上半停半开，工艺复杂难以得到有效应用的状况，混凝沉淀一级强化处理工艺无疑具有较高的推广价值。

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