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微懸浮物脫穩(wěn)并凝聚為具有可分離性的絮凝體的過程。不同的絮凝劑在污水處理中的作用機理不盡相同，主要作用機理有壓縮雙電層、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)用在污水處理過程中的一級處理、深度處理和污泥脫水方面，分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和生物絮凝劑。

1.1 無機絮凝劑

無機絮凝劑可分為無機低分子絮凝劑和無機高分子絮凝劑。無機低分子絮凝劑主要有硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵，優(yōu)點是經(jīng)濟，用法簡單；缺點是使用量大、絮凝效果差，腐蝕性強。無機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，比有機高分子絮凝劑價格低廉，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)，無機高分子絮凝劑可分為陽離子型和陰離子型兩大類，其中陽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，無機高分子絮凝劑不如有機高分子絮凝劑，它的分子量和粒度大小以及絮凝架橋能力比有機絮凝劑差很多，而且還存在對水解反應(yīng)不穩(wěn)定的問題，正是因為存在這些缺陷使得它通常與有機高分子絮凝劑配合使用。所以當前研究開發(fā)正在向各種復(fù)合型無機高分子絮凝劑發(fā)展。

1.2 有機高分子絮凝劑

有機高分子絮凝劑的相對分子量從幾百萬至上千萬不等，它含有帶電的官能團或中性的官能團，溶于水具有電解質(zhì)的行為。按照來源可分為天然有機高分子絮凝劑（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毒的生物高分子化合物，包括機能性蛋白質(zhì)和機能性多糖類物質(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)污水處理廠在一級處理過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)污泥負荷，一般是無機絮凝劑和有機高分子絮凝劑配合使用才能達到良好的效果。污水一級處理過程僅對懸浮態(tài)和部分膠體態(tài)的污染物有所去除，其出水中有機物、氮、磷濃度仍普遍較高，達不到水質(zhì)排放要求。由于基建投資費用昂貴，普及二級處理設(shè)施的過程在短時間內(nèi)很難實現(xiàn)，且限于運行費用較高，已建設(shè)運營的二級污水處理廠的利用效率也不高。通過投加絮凝劑，強化一級處理工藝可以顯著提高有機物和磷的去除效果，在相同基建投資和運行費用條件下，強化一級工藝對污染物總量的去除約為二級處理工藝的 3～4 倍。目前，強化一級處理工藝的研究和應(yīng)用主要有以下三種：化學(xué)強化一級工藝、生物強化一級工藝和化學(xué)生物絮凝工藝，其中，化學(xué)強化一級工藝和生物強化一級工藝的研究和應(yīng)用相對比較成熟，化學(xué)生物絮凝工藝是國內(nèi)研發(fā)的一種化學(xué)與生物深度集成的強化一級處理新工藝?；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一步降低污水中的懸浮物、COD、N、P等，保證污水的達標排放或者回用要求。所用絮凝劑根據(jù)混凝實驗確定單用無機絮凝劑或者有機與無機絮凝劑配合使用。

3）有機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，必須進一步去除表面附著水和毛細管結(jié)合水。城市污水廠有機污泥一般使用陽離子絮凝劑，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)備通過實驗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機鐵鋁鹽的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的復(fù)合物，它同時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。

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程中，由微生物新陳代謝產(chǎn)生的有機殘體、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)備對絮凝劑選擇的影響

當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)備對絮凝劑的要求也各有區(qū)別。一般來說，帶式壓濾機一般選用中相對分子量、中高陽離子度的絮凝劑；離心機一般選用高相對分子量、中低陽離子度和適度交聯(lián)的絮凝劑。疊螺機作為目前使用較廣泛的脫水設(shè)備，一般選用陽離子型聚丙烯酰胺（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。其中以有機高分子絮凝劑為例，其分子量大，絮凝作用好，形成的團絮結(jié)構(gòu)疏松。投加量太少，污泥絮團裹著的水難以脫離，不能提高污泥的脫水性能；加量太多，脫水效果不升反降，同時還會造成脫水設(shè)備的負擔，增加脫水后的污泥總量，提高了污泥處理成本。在實際操作過程中，絮凝劑投加過多還會造成污泥黏度增加，增強與濾布的粘連，難以從濾布上剝落，造成操作問題。

4 結(jié)語

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