于麗明

（青島市海泊河污水處理廠，山東青島 266021)

絮凝是在絮凝劑的離解和水解產(chǎn)物作用下，使水中的膠體污染物和細(xì)微懸浮物脫穩(wěn)并凝聚為具有可分離性的絮凝體的過(guò)程。不同的絮凝劑在污水處理中的作用機(jī)理不盡相同，主要作用機(jī)理有壓縮雙電層、電性中和、吸附橋聯(lián)、和網(wǎng)羅卷帶四種。本文將對(duì)不同種類的絮凝劑在污水處理中的應(yīng)用展開探討。

1 絮凝劑在污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，絮凝劑主要應(yīng)用在污水處理過(guò)程中的一級(jí)處理、深度處理和污泥脫水方面，分為無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑和生物絮凝劑。

1.1 無(wú)機(jī)絮凝劑

無(wú)機(jī)絮凝劑可分為無(wú)機(jī)低分子絮凝劑和無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。無(wú)機(jī)低分子絮凝劑主要有硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵，優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，用法簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是使用量大、絮凝效果差，腐蝕性強(qiáng)。無(wú)機(jī)高分子絮凝劑具有沉降速度快、用量少、效果好、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，比有機(jī)高分子絮凝劑價(jià)格低廉，已成功應(yīng)用在給水、工業(yè)廢水及城市污水的處理，逐漸成為主流絮凝劑。根據(jù)所帶電荷的性質(zhì)，無(wú)機(jī)高分子絮凝劑可分為陽(yáng)離子型和陰離子型兩大類，其中陽(yáng)離子型主要包括聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁鐵、聚合硅酸鋁、聚磷氯化鋁、聚磷硫酸鐵，陰離子型主要有聚合硅酸等，但在絮凝效果方面，無(wú)機(jī)高分子絮凝劑不如有機(jī)高分子絮凝劑，它的分子量和粒度大小以及絮凝架橋能力比有機(jī)絮凝劑差很多，而且還存在對(duì)水解反應(yīng)不穩(wěn)定的問(wèn)題，正是因?yàn)榇嬖谶@些缺陷使得它通常與有機(jī)高分子絮凝劑配合使用。所以當(dāng)前研究開發(fā)正在向各種復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑發(fā)展。

1.2 有機(jī)高分子絮凝劑

有機(jī)高分子絮凝劑的相對(duì)分子量從幾百萬(wàn)至上千萬(wàn)不等，它含有帶電的官能團(tuán)或中性的官能團(tuán)，溶于水具有電解質(zhì)的行為。按照來(lái)源可分為天然有機(jī)高分子絮凝劑（如淀粉、纖維素、多糖類和蛋白質(zhì)）和合成有機(jī)高分子絮凝劑（如聚丙烯酰胺及其衍生物）。

1.3 微生物絮凝劑

微生物絮凝劑是利用生物技術(shù)，通過(guò)微生物的發(fā)酵、提取和精制而成的。微生物絮凝劑是一種無(wú)毒的生物高分子化合物，包括機(jī)能性蛋白質(zhì)和機(jī)能性多糖類物質(zhì)，其絮凝性主要由位于染色體上和染色體外的絮凝遺傳基因決定。微生物絮凝劑可廣泛應(yīng)用于畜產(chǎn)廢水、糞尿廢水、膨脹污泥的處理以及磚廠廢水和燃料紙張廢水處理，具有廣泛的應(yīng)用前景。

2 絮凝劑在污水處理中的應(yīng)用

1）城鎮(zhèn)污水處理廠在一級(jí)處理過(guò)程中投加絮凝劑的目的是去除生化系統(tǒng)入流污水中的懸浮物和膠體，降低生化系統(tǒng)污泥負(fù)荷，一般是無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑配合使用才能達(dá)到良好的效果。污水一級(jí)處理過(guò)程僅對(duì)懸浮態(tài)和部分膠體態(tài)的污染物有所去除，其出水中有機(jī)物、氮、磷濃度仍普遍較高，達(dá)不到水質(zhì)排放要求。由于基建投資費(fèi)用昂貴，普及二級(jí)處理設(shè)施的過(guò)程在短時(shí)間內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)，且限于運(yùn)行費(fèi)用較高，已建設(shè)運(yùn)營(yíng)的二級(jí)污水處理廠的利用效率也不高。通過(guò)投加絮凝劑，強(qiáng)化一級(jí)處理工藝可以顯著提高有機(jī)物和磷的去除效果，在相同基建投資和運(yùn)行費(fèi)用條件下，強(qiáng)化一級(jí)工藝對(duì)污染物總量的去除約為二級(jí)處理工藝的 3～4 倍。目前，強(qiáng)化一級(jí)處理工藝的研究和應(yīng)用主要有以下三種：化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)工藝、生物強(qiáng)化一級(jí)工藝和化學(xué)生物絮凝工藝，其中，化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)工藝和生物強(qiáng)化一級(jí)工藝的研究和應(yīng)用相對(duì)比較成熟，化學(xué)生物絮凝工藝是國(guó)內(nèi)研發(fā)的一種化學(xué)與生物深度集成的強(qiáng)化一級(jí)處理新工藝?；瘜W(xué)絮凝的原理如圖1所示。

圖1 化學(xué)絮凝原理圖

2）絮凝劑在污水深度處理中的作用主要是進(jìn)一步降低污水中的懸浮物、COD、N、P等，保證污水的達(dá)標(biāo)排放或者回用要求。所用絮凝劑根據(jù)混凝實(shí)驗(yàn)確定單用無(wú)機(jī)絮凝劑或者有機(jī)與無(wú)機(jī)絮凝劑配合使用。

3）有機(jī)高分子絮凝劑主要用于污泥脫水。污泥經(jīng)濃縮或消化后，仍有95%～97%的含水率，必須進(jìn)一步去除表面附著水和毛細(xì)管結(jié)合水。城市污水廠有機(jī)污泥一般使用陽(yáng)離子絮凝劑，使用濃度為0.1%～0.5%，具體應(yīng)根據(jù)污泥性質(zhì)、污泥脫水設(shè)備通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定絮凝劑的種類和用量。

4）高分子復(fù)合絮凝劑是在聚硅酸和無(wú)機(jī)鐵鋁鹽的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的復(fù)合物，它同時(shí)具有電中和作用和架橋吸附作用。該類絮凝劑絮凝效果好，生成的礬花大，沉淀速度快。處理低溫低濁度水有較好的效果，處理后水中的鐵和鋁的殘留量明顯降低，克服了PAC低溫絮凝性差及鐵鹽處理后引起色度偏高的缺點(diǎn)。

3 污泥高分子絮凝劑的選擇

3.1 城市污水處理廠的污泥性質(zhì)

污泥是在水處理生化過(guò)程中，由微生物新陳代謝產(chǎn)生的有機(jī)殘?bào)w、菌體、顆粒物、膠體、重金屬等物質(zhì)組成的復(fù)雜非均質(zhì)體。污泥是特殊的絮體結(jié)構(gòu)，含水率很高，具有高度親水性，未經(jīng)脫水處理的原始污泥含水率一般在 96%～99.8%，由此造成污泥體積很大，污泥沉淀性和脫水性很差。

3.2 污泥脫水設(shè)備對(duì)絮凝劑選擇的影響

當(dāng)前城市污水處理廠根據(jù)處理工藝的不同，污泥脫水設(shè)備也不盡相同。由于脫水設(shè)備是進(jìn)行污泥脫水的根本，故絮凝劑的選擇首先應(yīng)根據(jù)脫水設(shè)備的種類。不同污泥脫水設(shè)備對(duì)絮凝劑的要求也各有區(qū)別。一般來(lái)說(shuō)，帶式壓濾機(jī)一般選用中相對(duì)分子量、中高陽(yáng)離子度的絮凝劑；離心機(jī)一般選用高相對(duì)分子量、中低陽(yáng)離子度和適度交聯(lián)的絮凝劑。疊螺機(jī)作為目前使用較廣泛的脫水設(shè)備，一般選用陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺（PAM），分子量15×106左右，離子度 40 左右。

3.3 投加量對(duì)絮凝劑選擇的影響

投加量也是污泥脫水絮凝劑選擇的重要因素。其中以有機(jī)高分子絮凝劑為例，其分子量大，絮凝作用好，形成的團(tuán)絮結(jié)構(gòu)疏松。投加量太少，污泥絮團(tuán)裹著的水難以脫離，不能提高污泥的脫水性能；加量太多，脫水效果不升反降，同時(shí)還會(huì)造成脫水設(shè)備的負(fù)擔(dān)，增加脫水后的污泥總量，提高了污泥處理成本。在實(shí)際操作過(guò)程中，絮凝劑投加過(guò)多還會(huì)造成污泥黏度增加，增強(qiáng)與濾布的粘連，難以從濾布上剝落，造成操作問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

絮凝劑在污水處理行業(yè)有著十分重要的地位，科學(xué)合理的藥耗對(duì)污水廠的運(yùn)營(yíng)效益具有良好的實(shí)踐意義，本文就以上藥劑進(jìn)行了研究，以期促進(jìn)行業(yè)的應(yīng)用。