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21助凝劑的作用是什么？

在廢水的混凝處理中，有時使用單一的絮凝劑不能取得良好的混凝效果，往往需要投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。常用助凝劑有氯、石灰、活化硅酸、骨膠和海藻酸鈉、活性炭和各種粘土等。

有的助凝劑本身不起混凝作用，而是通過調(diào)節(jié)和改善混凝條件、起到輔助絮凝劑產(chǎn)生混凝效果的作用。有的助凝劑則參與絮體的生成，改善絮凝體的結(jié)構(gòu)，可以使無機(jī)絮凝劑產(chǎn)生的細(xì)小松散的絮凝體變成粗大而緊密的礬花。

22常用助凝劑的種類有哪些？

助凝劑種類較多，但按它們在混凝過程中所起作用來說大致可分為如下兩類：

⑴調(diào)節(jié)或改善混凝條件的藥劑

混凝過程應(yīng)該在一定的pH值范圍內(nèi)進(jìn)行，如果原水pH值不能滿足此要求，則應(yīng)調(diào)整原水的pH值，這類助凝劑包括酸和堿。原水pH值較低、堿度不足而使絮凝劑水解困難時，可以投加CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3等堿性物質(zhì)(常用的為石灰)；而PH值較高時，則常用硫酸或CO2來降低原水的pH值。

對溶解性有機(jī)物含量較大的廢水，可用Cl2等氧化劑來破壞有機(jī)物，提高對溶解性有機(jī)物的去除效果。另外亞鐵鹽作絮凝劑時，可用氯氣將亞鐵(Fe2+)氧化成高價鐵(Fe3+)，以提高混凝效果。以上堿劑、硫酸和CO2、氯氣等本身并不起凝聚作用，只起輔助混凝的作用。

⑵加大礬花粒度、密度和結(jié)實性的助凝劑

混凝的結(jié)果要求生成粒度大、密度大和結(jié)實的礬花，既有利于沉淀，又不易破碎。為獲得此種結(jié)果，結(jié)合水質(zhì)的特點，有時必須在水中加入某種物質(zhì)或藥劑。如含有不宜沉降的質(zhì)地較輕雜質(zhì)的低濁廢水中，加入二氧化硅、活性炭、粘土一類較粗顆粒或回流部分沉淀污泥可起到加重、加大礬花的作用；當(dāng)采用鋁鹽、鐵鹽作絮凝劑只能產(chǎn)生細(xì)小而松散的絮凝體時，可投加聚丙烯酰胺、活化硅酸及骨膠等高分子助凝劑，利用它們的強(qiáng)烈吸附架橋作用，使細(xì)小而松散的絮凝體變得粗大而密實。

23絮凝劑、助凝劑在強(qiáng)化廢水處理中的應(yīng)用有哪些？

廢水處理中投加絮凝劑可加速廢水中固體顆粒物的聚集和沉降，同時也能去除部分溶解性有機(jī)物。這種方法具有投資少，操作簡單，靈活等優(yōu)點，特別適合于處理水量小，懸浮雜質(zhì)含量較大的廢水。采用無機(jī)絮凝劑時，因為投藥量大，產(chǎn)生的污泥量也大，所以實際應(yīng)用中主要采用人工合成有機(jī)高分子絮凝劑OPF，或采用無機(jī)絮凝劑與OPF相結(jié)合的方式。

據(jù)有關(guān)報道，在初級沉淀池，常使用陰離子型已水解的聚丙烯酰胺去除廢水中的懸浮雜質(zhì)，而使用非離子型聚丙烯酰胺(PAM)時的效果不好。經(jīng)驗表明，在初級沉淀池中投加1mg/L水解聚丙烯酰胺，可去除進(jìn)場廢水中50%以上的懸浮粒子及40%以上的BOD5。

在廢水的初級沉淀處理中，將有機(jī)高分子聚電解質(zhì)與無機(jī)絮凝劑的混合使用，要比它們各自單獨使用效果更好。由于進(jìn)場廢水中懸浮粒子的濃度、粒徑分布及種類等隨時會發(fā)生變化，就使得絮凝劑的最佳劑量有時難以控制。這時若過量投加無機(jī)絮凝劑，用卷掃機(jī)理來沉淀去除懸浮雜質(zhì)，方法雖然可行，但其缺點也是很突出的，一是作用時間比較長(15～30min)，再是形成的絮體易破碎。如果在投加無機(jī)絮凝劑的同時，再加入一定量的有機(jī)高分子聚電解質(zhì)，可使絮凝時間減少到2～5min，而且形成的絮體也比較結(jié)實。

在用沉淀法去除水中帶色有機(jī)膠體雜質(zhì)時，可使用雙電解質(zhì)系統(tǒng)。先用帶有高正電荷的陽離子型聚電解質(zhì)使這些有機(jī)膠體脫穩(wěn)，然后再用大分子量非離子型或陰離子型聚電解質(zhì)使已脫穩(wěn)的有機(jī)膠體絮凝成易沉淀的絮體。

二次沉淀池中常使用陽離子型聚電解質(zhì)作絮凝劑，如聚二甲基已二烯氯化銨或聚氨甲基二甲基已二烯氯化銨等，但其投加量要比在初次沉淀池中少一些。原因是初次沉淀池中所添加的陰離子型聚電解質(zhì)有一部分在進(jìn)入二次沉淀池后繼續(xù)發(fā)揮作用，而且二次沉淀池中所添加的聚電解質(zhì)在污泥回流中能反復(fù)得到利用。

另外，混凝處理還可以去除廢水中的磷酸鹽和重金屬離子。長期以來，人們一直采用投加金屬鹽類無機(jī)絮凝劑的方法來去除廢水中的部分磷酸鹽。但實驗證明，在保證磷酸根的去除率沒有降低的前提下，用陽離子聚合物代替無機(jī)絮凝劑可以取得同樣的除磷效果，這說明聚合物參與了對陰離子磷酸根的吸附。例如某廢水處理場在混凝處理工藝中，用12mg/L硫酸鐵和3mg/L高電荷密度的陽離子聚合物，以及0.2mg/L高分子量的陰離子聚合物復(fù)合，代替原來23mg/L的硫酸鐵，在磷的去除率不變的情況下，使出水BOD5去除率從30%上升到了55%。同時，采用混凝處理后，可以使活性污泥階段產(chǎn)生的污泥中無機(jī)物成分減少，提高活性污泥的生物降解功能。

廢水處理中使用的過濾、浮選等處理工藝中，通過使用無機(jī)絮凝劑和聚電解質(zhì)助凝劑，可以提高出水水質(zhì)。結(jié)合廢水水質(zhì)特點，絮凝劑可以單獨使用，也可以多種絮凝劑復(fù)合使用或一主一輔復(fù)配使用（輔者作為助凝劑）。絮凝劑的選擇可以通過燒杯靜態(tài)試驗初步篩選，再在生產(chǎn)裝置上驗證確定。

24常用污泥調(diào)理劑的種類有哪些？

調(diào)理劑又稱脫水劑，可分為無機(jī)調(diào)理劑和有機(jī)調(diào)理劑兩大類。無機(jī)調(diào)理劑一般適用于污泥的真空過濾和板框過濾，而有機(jī)調(diào)理劑則適用于污泥的離心脫水和帶式壓濾脫水。

⑴無機(jī)調(diào)理劑

最有效、最便宜也是最常用的無機(jī)調(diào)理劑主要有鐵鹽和鋁鹽兩大類。鐵鹽調(diào)理劑主要包括氯化鐵（FeCl3?6H2O）、硫酸鐵（Fe2(SO4)3?4H2O）、硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O）以及聚合硫酸鐵（PFS）（[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m）等，鋁鹽調(diào)理劑主要有硫酸鋁（Al2(SO4)3?18H2O）、三氯化鋁（AlCl3）、堿式氯化鋁（Al(OH)2Cl）、聚合氯化鋁（PAC）（[Al2(OH)n?Cl6-n]m）等。

投加無機(jī)調(diào)理劑后，可以大大加速污泥的濃縮過程，改善過濾脫水效果。而且鐵鹽和石灰聯(lián)用可以進(jìn)一步提高調(diào)理效果。投加無機(jī)調(diào)理劑的缺點一是用量較大，一般來說，投加量要達(dá)到污泥干固體重量的5%～20%，從而導(dǎo)致濾餅體積增大；二是無機(jī)調(diào)理劑本身具有腐蝕性（尤其是鐵鹽），投加系統(tǒng)要具有防腐性能。應(yīng)當(dāng)注意的是，采用氯化鐵作為調(diào)理劑時，會增加對脫水污泥處理設(shè)備金屬構(gòu)件的腐蝕性，因此所配備的脫水污泥處理設(shè)備的防腐等級應(yīng)適當(dāng)提高。

⑵有機(jī)調(diào)理劑

有機(jī)合成高分子調(diào)理劑種類很多，按聚合度可分為低聚合度（分子量約為1千～幾萬）和高聚合度（分子量約為幾十萬～幾百萬）兩種；按離子型分為陽離子型、陰離子型、非離子型、陰陽離子型等。與無機(jī)調(diào)理劑相比，有機(jī)調(diào)理劑投加量較少，一般為污泥干固體重量的0.1%～0.5%，而且沒有腐蝕性。

用于污泥調(diào)理的有機(jī)調(diào)理劑主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝劑產(chǎn)品，主要有陽離子型聚丙烯酰胺、陰離子型聚丙烯酰胺和非離子型聚丙烯酰胺三類。其中陽離子型聚丙烯酰胺能中和污泥顆粒表面的負(fù)電荷并在顆粒間產(chǎn)生架橋作用而顯示出較強(qiáng)的凝聚力，調(diào)理效果顯著，但費用較高。為降低成本，可以使用較便宜的陰離子型聚丙烯酰胺-石灰聯(lián)用法，利用帶有正電荷的Ca(OH)2絮體物將帶負(fù)電的絮凝劑和污泥顆粒吸附在一起，形成一種復(fù)合的凝聚體系。

25選擇使用污泥調(diào)理劑應(yīng)考慮的因素有哪些？

⑴調(diào)理劑的品種特點

就常用的鋁鹽和鐵鹽無機(jī)調(diào)理劑而言，使用鋁鹽時的藥劑投加量 較大，所形成的絮體密度較小，調(diào)理效果較差，在脫水過程中會堵塞 濾布。因此，在選用無機(jī)調(diào)理劑時，盡可能采用鐵鹽；當(dāng)使用鐵鹽會 帶來許多問題時，再考慮采用鋁鹽。無機(jī)調(diào)理劑與有機(jī)調(diào)理劑相比， 藥劑投加量較大，形成的絮體顆粒細(xì)小，但絮體強(qiáng)度較高。因此在利 用真空過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)使污泥脫水時，可以考慮采用無機(jī)調(diào)理 劑。與無機(jī)調(diào)理劑相比，有機(jī)調(diào)理劑藥劑投加量較小，形成的絮體粗 大，但絮體強(qiáng)度較低，比無機(jī)調(diào)理劑形成的絮體更容易破碎。而且一 旦絮體被破壞，不論采用無機(jī)調(diào)理劑還是有機(jī)調(diào)理劑，都不易恢復(fù)到 原來的狀態(tài)。因此在利用離心脫水機(jī)和帶式壓濾機(jī)使污泥脫水時，可 以考慮采用有機(jī)調(diào)理劑。在采用無機(jī)調(diào)理劑或有機(jī)調(diào)理劑中的一種難 以達(dá)到理想的調(diào)理效果時，可以考慮將無機(jī)和有機(jī)調(diào)理劑復(fù)配使用， 有時能取得更好的調(diào)理效果。比如石灰和三氯化鐵聯(lián)合使用，不但能 起到調(diào)節(jié)pH值的作用，而且石灰和污水中的重碳酸鈣生成的碳酸鈣 顆粒結(jié)構(gòu)還能增加污泥的孔隙率，促進(jìn)泥水分離。

⑵污泥性質(zhì)

不同性質(zhì)的污泥，選用調(diào)理劑的種類和投加量也有很大差異。對 有機(jī)物含量高的污泥，較為有效的調(diào)理劑是陽離子型有機(jī)高分子調(diào)理 劑，而且有機(jī)物含量越高，越適宜選用聚合度越高的陽離子型有機(jī)高 分子調(diào)理劑。而對以無機(jī)物為主的污泥，則可以考慮采用陰離子型有 機(jī)高分子調(diào)理劑。污泥性質(zhì)的不同直接影響調(diào)理效果：初沉池污泥較 易脫水，而浮渣和剩余活性污泥則較難脫水，混合污泥的脫水性能則 介于兩者之間。為達(dá)到一定的調(diào)理效果，所需調(diào)理劑的數(shù)量存在顯著 差異。一般來說，越難脫水的污泥其調(diào)理用藥劑量越大，污泥顆粒細(xì) 小，會導(dǎo)致調(diào)理劑消耗量的增加，污泥中的有機(jī)物含量和堿度高，也 會導(dǎo)致調(diào)理劑用量的加大。另外，污泥含固率也影響調(diào)理劑的投加量， 一般污泥含固率越高，調(diào)理劑的投加量越大。

⑶溫度

污泥的溫度直接影響著無機(jī)鹽類調(diào)理劑的水解作用，溫度低時， 水解作用會變慢。如果溫度低于10oC，調(diào)理效果會明顯變差，可通 過適當(dāng)延長調(diào)理時間的方法改善調(diào)理效果。使用有機(jī)高分子調(diào)理劑 時，如果配制藥液的母液或自來水溫度過低或污泥溫度過低，就會由 于水的動力粘滯度和高分子調(diào)理劑溶液本身的粘度變大而不利于稀 釋均勻和調(diào)理混合均勻，進(jìn)而影響污泥調(diào)理效果和脫水效果。因此， 冬季氣溫較低時，要重視污泥輸送系統(tǒng)的保溫環(huán)節(jié)（從污水處理系統(tǒng) 排出的污泥溫度一般不低于15oC），盡量減少污泥輸送過程中熱量的損失。在必要的情況下，可以采取對有機(jī)高分子調(diào)理劑稀釋罐加熱 或適當(dāng)延長混合溶解時間和加大攪拌強(qiáng)度的方法改善溶解條件。

⑷pH值

污泥的pH值決定無機(jī)鹽類調(diào)理劑的水解產(chǎn)物形態(tài)，同一種調(diào)理 劑對不同pH值的污泥的調(diào)理效果也大不相同。鋁鹽的水解反應(yīng)受pH 值的影響很大，其凝聚反應(yīng)的最佳pH值范圍為5～7。當(dāng)pH值大于8 或小于4時，難以形成絮體，也就是說失去了調(diào)理的作用。而高鐵鹽 調(diào)理劑受pH值的影響較小，無論污泥呈酸性還是呈堿性，都能形成 水解產(chǎn)物Fe(OH)3絮體，最佳pH值范圍為6～11。亞鐵鹽在pH值為 8～10的污泥中，其溶解度較高的水解產(chǎn)物能被氧化成溶解度較低的 Fe(OH)3絮體。因此選用無機(jī)鹽類調(diào)理劑時，首先要考慮脫水污泥的 具體pH值，如果pH值偏離其凝聚反應(yīng)的最佳范圍，最好更換使用另 一種調(diào)理劑。否則就要考慮在對污泥進(jìn)行調(diào)理之前，投加酸或堿調(diào)整 污泥的pH值，一般情況下，都不采取這種措施。

pH值對聚合電解質(zhì)的調(diào)理效果也有影響，污泥的pH值影響著調(diào) 理劑分子的電離、荷電狀況以及分子形狀。陽離子型聚合電解質(zhì)在低 pH值的酸性污泥中的電離度較大，分子形狀趨向舒展；而在高pH值 的堿性污泥中電離度較小，分子形狀趨向卷曲。與陽離子型聚合電解 質(zhì)性質(zhì)相反，陰離子型聚合電解質(zhì)在低pH值的酸性污泥中的電離度 較小，分子形狀趨向卷曲；而在高pH值的堿性污泥中電離度較大， 分子形狀趨向舒展。陰陽離子型聚合電解質(zhì)的情況稍有不同，在等電點時，整個分子呈中性，正負(fù)兩種電荷相互吸引，故分子緊密卷曲成 團(tuán)。在等電點兩側(cè)，分子上都會有一種電荷過剩，因互相排斥作用而 使分子趨向舒展。

⑸配制濃度

調(diào)理劑的配制濃度不僅影響調(diào)理效果，而且影響藥劑消耗量和泥 餅產(chǎn)率，其中有機(jī)高分子調(diào)理劑影響更為顯著。一般來說，有機(jī)高分 子調(diào)理劑配制濃度越低，藥劑消耗量越少，調(diào)理效果越好。這是因為 有機(jī)高分子調(diào)理劑配制濃度越低，越容易混合均勻，分子鏈伸展得越 好，架橋凝聚作用發(fā)揮得越好，調(diào)理效果當(dāng)然也越好。但配制濃度過 高或過低都會降低泥餅產(chǎn)率。而無機(jī)高分子調(diào)理劑的調(diào)理效果幾乎不 受配制濃度的影響。經(jīng)驗和有關(guān)研究表明，有機(jī)高分子調(diào)理劑配制濃 度在0.05%～0.1%之間比較合適，三氯化鐵配制濃度10%最佳，而鋁 鹽配制濃度在4%～5%最為適宜。

⑹投加順序

當(dāng)采用不止一種調(diào)理劑時，調(diào)理劑投加的順序也會影響調(diào)理效 果。當(dāng)采用鐵鹽和石灰作調(diào)理劑時，一般先投加鐵鹽，再投加石灰， 這樣形成的絮體與水較易分離，而且調(diào)理劑總的消耗量也較少。當(dāng)采 用無機(jī)調(diào)理劑和有機(jī)高分子調(diào)理劑聯(lián)合調(diào)理污泥時，先投加無機(jī)調(diào)理 劑，再投加有機(jī)高分子調(diào)理劑，一般可以取得較好的調(diào)理效果。

⑺混合反應(yīng)條件

要想達(dá)到最好的調(diào)理效果，污泥與調(diào)理劑實現(xiàn)完全充分的混合是 非常必要的。但值得注意的是，污泥與調(diào)理劑混合反應(yīng)形成絮體后， 決不能再被破壞，因為絮體一旦受到破壞就很難恢復(fù)到原來的狀態(tài)。 經(jīng)驗表明，針對某種污泥，使用某種調(diào)理劑，只有混合反應(yīng)的強(qiáng)度和 時間在一定范圍內(nèi)，才能取得較好的調(diào)理效果，而且調(diào)理效果會隨著 停留時間的增加而降低。這就是說，經(jīng)過試驗確定了調(diào)理的時間和強(qiáng) 度后，必須在實際操作中嚴(yán)格遵守執(zhí)行。一方面不能隨意延長或縮短 混合反應(yīng)的時間，另一方面要盡可能快地使調(diào)理后的污泥進(jìn)入脫水 機(jī)。

26調(diào)理劑的投加量如何確定？

污泥調(diào)理的藥劑消耗量沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)污泥的品種、消化 程度、固體濃度等具體性質(zhì)的不同，投加量會出現(xiàn)一定的差異。因此， 大多是在實驗室或在現(xiàn)場直接試驗確定調(diào)理劑的種類及具體投加量。

一般來說，按污泥干固體重量的百分比計，三氯化鐵的投加量為 5%～10%，硫酸亞鐵約為10%～15%，消石灰的投加量為20%～40%，聚 合氯化鋁和聚合硫酸鐵約為1%～3%，陽離子型聚丙烯酰胺為0.1%～ 0.3%。據(jù)有關(guān)資料介紹，由于常用的聚丙烯酰胺系列有機(jī)合成高分子 調(diào)理劑的價格較為昂貴（有的品種是普通無機(jī)調(diào)理劑的十幾甚至二十 倍以上），雖然其投加量較少，但折合調(diào)理每噸污泥的費用，使用有 機(jī)合成高分子調(diào)理劑的成本仍然較高。普遍的做法是優(yōu)選無機(jī)調(diào)理劑，當(dāng)無機(jī)調(diào)理劑作用較差、難以達(dá)到理想的調(diào)理效果時，再考慮使 用有機(jī)合成高分子調(diào)理劑或?qū)o機(jī)和有機(jī)調(diào)理劑復(fù)配使用。

27使用調(diào)理劑的注意事項有哪些？

為了更好地使用調(diào)理劑，應(yīng)注意以下事項：①充分了解和掌握被 處理污泥的性質(zhì)（濃度、成分等），②試驗確定適合于污泥性質(zhì)和脫 水機(jī)性質(zhì)的調(diào)理劑種類，③試驗確定調(diào)理劑的注入點、反應(yīng)條件、投 加量等，④根據(jù)調(diào)理劑的性質(zhì)確定調(diào)理劑的溶解、儲存等使用方法。

一般來說，無機(jī)調(diào)理劑適用于真空過濾脫水和板框壓濾脫水，而有機(jī)調(diào)理劑則較適用于離心脫水和帶式壓濾脫水。在使用離心脫水機(jī) 和帶式壓力脫水機(jī)時，為了形成不易破碎的粗大絮凝物，一般使用分子量在10萬、甚至100萬以上的陽離子系列高分子調(diào)理劑。同時還 要注意，由于離心脫水機(jī)是在2000～3000G的高離心力下進(jìn)行固液分離，使用分子量越大的高分子調(diào)理劑，越容易形成堅固的絮凝物，越有利于脫水；而對帶式壓濾脫水機(jī)來講，分子量過高時，調(diào)理劑的部分粘性會殘留在絮凝物上，從而導(dǎo)致濾餅在濾布上的剝離性較差。就陽離子調(diào)理劑而言，對于同樣污泥，和離心脫水機(jī)相比，帶式壓力脫水機(jī)要求調(diào)理劑的陽離子度較高、而投加量較少。

一般來說，污泥濃度高時，使用高分子量的調(diào)理劑效果較好，而 污泥濃度低時，使用分子量較低的調(diào)理劑效果較好。

廢水生物處理產(chǎn)生的剩余污泥和回流污泥的性質(zhì)相同，其主要成 分是微生物的絮凝物，一般帶有負(fù)電荷，因此為使剩余污泥凝聚，最 好使用陽離子的調(diào)理劑。當(dāng)前使用較多的陽離子調(diào)理劑是聚丙酰胺的 共聚物或氨基甲基化變性物，通過調(diào)整陽離子變性條件，可得到不同 陽離子度的調(diào)理劑。根據(jù)陽離子度的不同（可用膠體滴定法測定）， 陽離子調(diào)理劑可分為高、中、低陽離子度調(diào)理劑。

28絮凝劑、助凝劑，脫水劑、調(diào)理劑之間的關(guān)系

脫水劑是對污泥進(jìn)行脫水之前投加的藥劑，也就是污泥的調(diào)理劑，因此脫水劑和調(diào)理劑的意義是一樣的。脫水劑或調(diào)理劑的投加量一般都以污泥干固體重量的百分比計。

絮凝劑應(yīng)用于去除污水中懸浮物，是水處理領(lǐng)域的重要藥劑。絮 凝劑的投加量一般以待處理水的單位體積內(nèi)投加的數(shù)量來表示。

脫水劑（調(diào)理劑）與絮凝劑、助凝劑的投加量都可以稱為加藥量。 同一種藥劑既可以在處理污水時應(yīng)用為絮凝劑，又可以在剩余污泥處 理過程中應(yīng)用為調(diào)理劑或脫水劑。

助凝劑用在水處理領(lǐng)域作為絮凝劑的助劑時被稱為助凝劑，同一種助凝劑在剩余污泥處理時一般不稱助凝劑，而是統(tǒng)稱為調(diào)理劑或脫水劑。

使用絮凝劑時，由于水中的懸浮物數(shù)量畢竟有限，為了實現(xiàn)絮凝劑與懸浮顆粒的充分接觸，需要配備混合、反應(yīng)設(shè)施，并且都要具有足夠的時間，比如混合需要幾十秒到數(shù)分鐘、反應(yīng)則需要15～30min。 而污泥脫水時從投加調(diào)理劑到污泥進(jìn)入脫水機(jī)往往只有幾十秒的時間，即只有相當(dāng)于絮凝劑的混合過程、沒有反應(yīng)的時間，而且經(jīng)驗也表明，調(diào)理效果會隨著逗留時間的延長而降低。