絮凝沉澱

絮凝沉澱是顆粒物在水中作絮凝沉澱的過程。在水中投加混凝劑後，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質量不斷變大，沉速不斷增加。地面水中投加混凝劑後形成的礬花，生活污水中的有機懸浮物，活性污泥在沉澱過程中都會出現絮凝沉澱的現象。

基本介紹

• 中文名：絮凝沉澱
• 外文名：Flocculation precipitation
• 定義：顆粒物在水中作絮凝沉澱的過程
• 現象：尺寸和質量不斷變大沉速不斷增加
• 外力：分子力的相互作用
• 性質：現象

絮凝沉澱釋義

絮凝沉澱是顆粒物在水中作絮凝沉澱的過程。在水中投加混凝劑後，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質量不斷變大，沉速不斷增加。懸浮物的去除率不但取決於沉澱速度，而且與沉澱深度有關。地面水中投加混凝劑後形成的礬花，生活污水中的有機懸浮物，活性污泥在沉澱過程中都會出現絮凝沉澱的現象。

實驗裝置

1)沉澱柱：有機玻璃沉澱柱，直徑D=150mm，柱高H=2 000mm，沿不同高度設有取樣口。

2)配水及投配系統：配水箱、攪拌裝置、水泵、配水管等。

3)取樣設備：定時器、燒杯、移液管、磁碟等。

4)懸浮物分析所需設備及用具：分析天平(感量0．1mg)、帶蓋稱量瓶、乾燥皿、烘箱等。

5)水樣：城市污水或人工配水等。

絮凝沉澱原理

即選用無機絮凝劑和有機陰離子配製成水溶液加入廢水中，便會產生壓縮雙電層，使廢水中的懸浮微粒失去穩定性，膠粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝體、礬花。絮凝體長大到一定體積後即在重力作用下脫離水相沉澱，從而去除廢水中的大量懸浮物，從而達到水處理的效果。為提高分離效果，可適時、適量加入助凝劑。

懸浮物濃度不太高(一般質量濃度在50～500 mg/L)時的顆粒沉澱屬於絮凝沉澱，如給水工程中的混凝沉澱、污水處理中初沉池內的懸浮物沉澱均屬此類型。絮凝沉澱過程中，由於顆粒相互碰撞。凝聚變大．沉速不斷加大，因此顆粒沉速實際上是變化的。我們所說的絮凝沉澱顆粒沉速．是指顆粒沉澱平均速度。在平流沉澱池中，顆粒沉澱軌跡是一曲線，而不同於自由沉澱的直線運動。在沉澱池內顆粒的去除率不僅與顆粒沉速有關，而且與沉澱有效水深有關。因此，不僅要考慮沉澱柱器壁對懸浮物沉澱的影響．還要考慮柱高對沉澱效率的影響。

絮凝沉澱套用

1）.絮凝沉澱去除水中致病微生物

由於消毒藥劑不能經常保證可靠地對水消毒，所以絮凝沉澱成了補充消毒的重要方法。雖然絮凝沉澱不能殺滅水中的致病微生物，但是，如果它能把水中大部分致病微生物凝聚起來，隨同各種懸濁物沉澱下去，然後再對清水進行消毒，則消毒效果顯然會獲得提高。張師魯早在1958年就詳細報導了這方面的研究結果。其中一篇報告講述的是：在水中加柯薩奇A2病毒或白色葡萄球菌噬菌體，並加入純氧化矽微粒懸濁物，再用硫酸鋁或三氯化鐵進行試驗，所得的結果是：①加硫酸鋁(40～120mg/L)可去除水中病毒86.3%～98.7%，去除噬菌體93.5%～98%；加三氯化鐵(20～40mg/L)可去除病毒96.6%～98.1%，去除噬菌體99.3%～99.9%，增加絮凝劑量，去除率可得到相應的提高。②硫酸鋁去除病毒的適宜pH值是6．2～7．2，則當pH值升高時，病毒的去除率也相應提高。③當攪拌速度降低時，去除病毒和噬菌體的效率則稍有降低。④在重碳酸鹽中(pH=8.6～9.0)，用硫酸鋁凝聚沉澱物中的病毒和噬菌物，經過1～2h的攪動，可分別析離出60%和10%～25%。⑤絮凝後在水面或水面下2/3深處取水樣，其中檢出的病毒和噬菌體的數目均無差異。Thorup等將大腸桿菌、噬菌體T和脊髓灰質雜病毒I型加到用膨潤土配製的渾水中，用硫酸鋁絮凝，發現當投加量適當時，可去除98%的微生物。再分別加人三種高分子絮凝劑，發現去除率沒有出現明顯的提高。又如Manwaring等用噬菌體MS2加有機物配製水樣，加三氯化鐵(60rag/L)絮凝，可去除噬菌體99%左右。但水中有機物含量多時，效果就要降低。Chaudhuri等用噬菌體T4代表DNA類的病毒，用噬菌體MSa代表含RNA類的病毒，加硫酸鋁(50mg/L)絮凝，另外又投加四種助凝劑和絮凝劑進行比較，其結果是：①化學絮凝劑可去除水中病毒98.0%～99.9%。②水中鈣和鎂離子高達50mg/L也不影響去除效果。③水中有機物會影響去除效果。④陽離子型聚合電解質可以提高去除效果。

2).絮凝沉澱去除水中放射性物質

用絮凝沉澱消除放射性物質的程度由放射性物質的同位素組成及其在溶液中的狀態決定。如果放射性物質被吸附在機械雜質上或者本身處於膠體分散狀態，則放射性可被有效地消除。在這種情況下，水的澄清度決定了放射性物質的回收程度。對於放射性物質的真溶液，絮凝沉澱的去除效果相當小。然而，在被處理水中存在分散雜質，或人工使水渾濁時，

對許多同位素都可能得到良好的效果。

常見絮凝劑

硫酸亞鐵

硫酸亞鐵作為絮凝劑：硫酸亞鐵最廣泛的用途就是作為絮凝劑，它作為絮凝劑具有如下優點：沉降速度快、污泥顆粒大、污泥體積小且密實、除色效果好（非常適合作為印染、水洗等紡織廢水的處理）、無毒而且有益生物生長（非常適合用在後續有生化處理工藝的污水處理系統）、不用改變原來的工藝、價格低廉，作為絮凝劑，硫酸亞鐵可以代替聚合鋁、鹼式氯化鋁、聚合鐵、硫酸鋁、三氯化鐵等。

原理：在酸性條件下，投加還原劑硫酸亞鐵、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫等，將六價鉻還原成三價鉻，然後投加氫氧化鈉、氫氧化鈣、石灰等調pH值，使其生成三價鉻氫氧化物沉澱從廢水中分離。

處理工藝流程：含Cr6+廢水→調節池→還原反應池→混凝反應池→沉澱池→過濾器→pH回調池→排放。

聚合氯化鋁

聚合氯化鋁：簡稱PAC,是一種多羥基、多核絡合體的陽離子型無機高分子絮凝齊 固體產品外觀為淡黃色或紅黃色粉狀，其分子為[A12(OH)nC16-n]m?n≤5m≤10。由於中帶有數量不等的羥基，當聚合氯化鋁加入混濁源水後，在源水的PH條件下繼續水解。在水解過程中，伴隨著有發生凝聚、吸附、沉澱等一系列物理化學過程，從而達到淨化目的。 聚合氯化鋁的顯著特點是淨水效果明顯、絮凝沉澱速度快、適應PH範圍寬，對管道設備腐濁性 低，能有效地去除水中色質SS、COD、BOD及砷、鉛、汞等重金屬離子。制水成本低，效力大，操作簡單、節省人力、物力。該產品廣泛用於飲用水、工業用水和污水處理領域。 聚合氯化鋁特點：1、絮凝體成型快，活性好，過濾性好。

2、不需加鹼性助劑，如遇潮解，其效果不變。

3、適應PH值寬，適應性強，用途廣泛。

4、處理過的水中鹽份少。

5、能除去重金屬及放射性物質對水的污染。

6、有效成份高，便於儲存，運輸。

鹼式氯化鋁

鹼式氯化鋁是60年代後期，正式投入工業化生產和套用的一種新型無機高分子混凝劑。是利用工業鋁灰和活性鋁礬土為原料經過精製加工聚合而成，此產品活性較高對於工業污水，造紙水、印染水具有較好的淨化效果。 具有投加量少。淨化效率高。成本低等一系列優點。 　鹼式氯化鋁分為標準鹼式氯化鋁（有兩種原料生產），複合型鹼式氯化鋁（有四種原料生產，主要用於酸性水、發酵水、脫色效果好。

聚合硫酸鐵形態性狀是淡黃色無定型粉狀固體，極易溶於水，10%（重量）的水溶液為紅棕色透明溶液，吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛套用於飲用水、工業用水、各種工業廢水、城市污水、污泥脫水等的淨化處理。

聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點：1. 新型、優質、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑；2. 混凝性能優良，礬花密實，沉降速度快；3. 淨水效果優良，水質好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質，亦無鐵離子的水相轉移，無毒，無害，安全可靠；4. 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著；5. 適應水體PH值範圍寬為4-11，最佳PH值範圍為6-9，淨化後原水的PH值與總鹼度變化幅度小，對處理設備腐蝕性小；6. 對微污染、含藻類、低溫低濁原水淨化處理效果顯著，對高濁度原水淨化效果尤佳；7. 投藥量少，成本低廉，處理費用可節省20%-50%。

三氯化鐵

三氯化鐵化學式：FeCl3。又名三氯化鐵，是黑棕色結晶，也有薄片狀，熔點282℃、沸點315℃，易溶於水並且有強烈的吸水性，能吸收空氣里的水分而潮解。FeCl3從水溶液析出時帶六個結晶水為FeCl3·6H2O，六水合三氯化鐵是橘黃色的晶體。三氯化鐵是一種很重要的鐵鹽。

三氯化鐵的特性　1、水解速度快，水合作用弱。形成的礬花密實，沉降速度快。受水溫變化影響小，可以滿足在流動過程中產生剪下力的要求2、固態產品為棕褐色，紅褐色粉末，極易溶於水。3、可有效去除源水中的鋁離子以及鋁鹽混凝後水中殘餘的游離態鋁離子。4、適用範圍廣，生活飲用水，工業用水，生活用水，生活污水和工業污水處理等。5、用藥量少，處理效果好，比其它混凝劑節約10-20%費用。6、使用方法和包裝用途以及注意事項同聚合氯化鋁基本一樣。

三氯化鐵是城市污水及工業廢水處理的高效廉價絮凝劑，具有顯著的沉澱重金屬及硫化物、脫色、脫臭、除油、殺菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。