廢水混凝處理法屬於廢水化學處理法之一種。通過向廢水中投加混凝劑，使其中的膠粒物質發生凝聚和絮凝而分離出來，以淨化廢水的方法。
基本介紹
- 中文名：廢水混凝處理法
- 外文名：Coagulation treatment of wastewater
- 學科：生態工程
- 領域：環境科學
- 屬於：廢水化學處理法之一種
- 目的：淨化廢水
簡介,硫酸鋁,硫酸亞鐵,聚丙烯醯胺,聚合氯化鋁,
簡介
混凝系凝聚作用與絮凝作用的合稱。前者系因投加電解質，使膠粒電動電勢降低或消除，以致膠體顆粒失去穩定性，脫穩膠粒相互聚結而產生；後者系由高分子物質吸附搭橋，使膠體顆粒相互聚結而產生。混凝劑可歸納為兩類：
①無機鹽類，有鋁鹽（硫酸鋁、硫酸鋁鉀、鋁酸鉀等）、鐵鹽（三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵等）和碳酸鎂等；
②高分子物質，有聚合氯化鋁，聚丙烯醯胺等。處理時，向廢水中加入混凝劑，消除或降低水中膠體顆粒間的相互排斥力，使水中膠體顆粒易於相互碰撞和附聚搭接而形成較大顆粒或絮凝體，進而從水中分離出來。影響混凝效果的因素有：水溫、pH值、濁度、硬度及混凝劑的投放量等。
硫酸鋁
硫酸鋁含有不同數量的結晶水：Al2(SO4)3·18H2O，其中n=6、10、14、16、8和27，常用的是Al2(SO4)3·18H2O其分子量為666.41，比重1.61，外觀為白色，光澤結晶。硫酸鋁易溶於水，水溶液呈酸性室溫時溶解度大致是50%，pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90%以上。硫酸鋁使用便利，混凝效果較好不會給處理後的水質帶來不良影響。當水溫低時硫酸鋁水解困難形成的絮體較鬆散。
硫酸鋁在我國使用最為普遍大都使用塊狀或粒狀硫酸鋁。根據其中不溶於水的物質的含量可分為精製和粗製兩種。硫酸鋁易溶於水可乾式或濕式投加。濕式投加時一般採用10—20%的濃度(按商品固體重量計算)。硫酸鋁使用時水的有效pH值範圍較窄，約在5.5—8之間，其有效pH值隨原水的硬度含量而異，對於軟水pH值在5.7—6.6，中等硬度的水為6.6—7.2，硬度較高的水則為7.2—7.8。在控制硫酸鋁劑量時應考慮上述特性。有時加入過量硫酸鋁會使水的pH值降至鋁鹽混凝有效pH值以下既浪費了藥劑，又使處理後的水發混。
硫酸亞鐵
硫酸亞鐵FeSO4·7H2O是半透明綠色結晶體，易於溶水，在水溫20℃時溶解度為21%。硫酸亞鐵離解出的Fe2+只能生成簡單的單核絡合物。
因此，不如三價鐵鹽那樣有良好的混凝效果。殘留於水中的Fe2+會使處理後的水帶色，當水中色度較高時，Fe2+與水中有色物質反應，將生成顏色更深的不易沉澱的物質(但可用三價鐵鹽除色)。根據以上所述，使用硫酸亞鐵時應將二價鐵先氧化為三價鐵，然後再起混凝作用。 當水的pH值在8.0以上時，加入的亞鐵鹽的Fe2+易被水中溶解氧氧化成Fe3+，當水的pH值<8.0時，則可加入石灰去除水中CO2，石灰用量可按下式估算：[CaO]=0.37a+1.27CO2 (1.18)
式中 a——FeSO4的投加量(毫克/升)，CO2——水中CO2的含量(毫克/升) 當水中沒有足夠溶解氧時?則可加氯或漂白粉予以氧化，理論上1毫克/升FeSO4需加氯0.234毫克/升。
聚丙烯醯胺
高相對分子量聚丙烯醯胺的分子量很高，一般在（800-2000）萬之間，其分子鏈很長，使其能在兩個粒子之間架橋，加速粒子沉降，是很好的絮凝劑，可以降低液體之間的磨擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。
產品分類
1、按照形態：分為乾粉和膠體兩種，乾粉為白色或灰色粉末，膠體為淺黃色，必須溶解後才能套用，因此必須具備有良好溶解性的高分子量聚丙烯醯胺。
2、按照離子度：可分為陰離子型高分子量聚丙烯醯胺、陽離子型高分子量聚丙烯醯胺、兩性離子型高分子量聚丙烯醯胺和非離子型高分子量聚丙烯醯胺。粉狀固含量大於92%，相對分子質量為（500-800）×104，膠體固含量為（8±0.2）%。
產品套用
陽離子型高分子量聚丙烯醯胺的套用：在石油工業中用於多種作業，如鑽井和開發所用的防止泥頁岩水化膨脹的黏土穩定劑。鑽井和採油污水處理用的浮選絮凝劑、酸化液的稠化劑，三次採油用的堵水調剖劑，鑽井和完井用的油層保護劑等。在造紙工業中可用作助留劑、施膠機和增強劑，大大改善了紙張的性能，使之具有較大的市場需求量。
陰離子型高分子量聚丙烯醯胺的套用：在工業廢水（電鍍廠廢水，冶金廢水，鋼鐵廠廢水，洗煤廢水等）中起到絮凝沉澱作用。
非離子型高分子量聚丙烯醯胺的套用：有澄清淨化作用、沉降促進作用、增稠作用及其它作用、過濾促進作用。在廢液處理、污泥濃縮脫水、選礦、洗煤、造紙等方面，能夠充分滿足各種領域的要求。同時使用非離子聚丙烯醯胺和無機絮凝劑（聚合硫酸鐵，聚合氯化鋁，鐵鹽等），可顯示出更大的效果。
聚丙烯醯胺的穩定性
聚丙烯醯胺屬於大分子基團，其固體的熱穩定性比其他聚合物電解質要強，在充滿氮氣的環境中加熱，溫度超過210攝氏度時候，相鄰的醯胺基間分解失水，但是溫度不可以超過300攝氏度，而且同時會生成醯亞胺基，並且釋放出氮氣。
溫度升至500攝氏度的時候，聚丙烯醯胺會變成黑色的粉末。如果聚丙烯醯胺進過充分的乾燥，溫度升到280攝氏度的時候仍能夠保持很好的穩定性。但是因為分子鏈上又存在著大量的醯胺基以及離子基團，這就使得聚丙烯醯胺又有了很強的吸濕性；
在乾燥的時候，具有強烈的水分保留性，不易乾燥充分；乾燥的固體粉末在長期中，因為吸收了空氣中的水分，繼而容易發潮。聚丙烯醯胺的水溶液放久後就容易發生老化，粘度也降低了，性能因此也變差，受到影響。
聚合氯化鋁
聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑，由於氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑。聚合氯化鋁與傳統無機混凝劑的根本區別在於傳統無機混凝劑為低分子結晶鹽，而聚合氯化鋁的結構由形態多變的多元羧基絡合物組成，絮凝沉澱速度快，適用PH值範圍寬，對管道設備無腐蝕性，淨水效果明顯，能有效支除水中色質SS、COD、BOD及砷、汞等重金屬離子，該產品廣泛用於飲用水、工業用水和污水處理領域。
特點
1、擁有更廣泛的pH適用範圍：聚合氯化鋁的pH適用範圍比傳統鋁鹽要寬得多。一般傳統凝聚劑硫酸鋁和氯化鐵鹽在pH>8.0時，會生成氫氧化鋁沉澱，從而降低其處理效果，而聚合氯化鋁在pH<10的範圍內均會得到較好的處理效果。
2、具有強烈的凝聚除濁效能：PAC比傳統硫酸鋁、氯化鐵具有更強的凝聚除濁效果；在相同處理條件下，PAC使用量要比傳統鋁鹽少2/3到1倍，處理成本可節約30-40%；在相同投量條件下，使用聚合氯化鋁能夠獲得比傳統鋁鹽更低的殘餘濁度，因而可以較低劑量得到最佳處理效果。
3、對pH值的改變較小：由於硫酸鋁或氯化鐵、聚合硫酸鐵等凝聚劑，水溶液酸度較大，因此處理後水質pH值下降明顯，尤其在高濁度水質處理過程中，投量增大而導致處理水質pH降低超出正常飲用水水質pH範圍(6.5-8.5)，因此，需再投加鹼液提高水的pH值。使用聚合氯化鋁，由於酸度較小，處理後水質pH值降低不明顯，因而無需投加鹼液來提高水質的pH值。
4、具有較強的水質適用範圍：由於聚合氯化鋁產品具有較寬的鹼化度調整範圍(鹼化度可從40%調整到90%)和較強的復配作用，對於任何給水、廢水，通過調整產品的鹼化度或復配各種無機或有機化合物，都可達到最佳處理效果，尤其對低鹼度及高有機污染水質。
5、具有較好的低溫低濁水處理效果：一般對於低溫、低濁水(<5℃)以及低鹼度水，傳統混凝劑如硫酸鋁的混凝除濁效能會明顯降低並導致出水水質惡化，而使用PAC，無論對低溫還是低鹼度的水，都能獲得較好的混凝除濁效果。
6、有良好的絮凝沉降效果：聚合氯化鋁能夠明顯提高固液分離效率，改善沉降過濾及污泥脫水性能，從而縮短沉澱池的停留時間，增加產水量。
8、聚合氯化鋁具有良好的脫色及去除腐植物質效果：不僅具有強的凝聚除濁效果，而且也具有良好的脫色及去除水中有機腐殖質的效果，同時，對有害、有毒有機物及病菌，病毒去除也有較明顯提高。
作用
聚（合）氯化鋁其絮凝作用表現如下：
1、水中膠體物質的強烈電中和作用。
2、水解產物對水中懸浮物的優良架橋吸附作用。
3、對溶解性物質的選擇性吸附作用。
