強化混凝

強化混凝是指向水源水中投加混凝劑並控制一定的pH值，從而提高常規處理中天然有機物的去除效果。

基本介紹

• 中文名：強化混凝
• 對象：水天然有機物
• 作用：去除有機物，去污
• 影響因素：原水水質

去除對象

強化混凝作用的主要去除對象是水天然有機物。溶解性有機物（通常以DOC表示）是指可以通過0.45μm濾膜的部分。對膠體狀態的有機物還沒有統一的表示方法，它可以是大分子團或通過0.45μm濾膜的一些分子物質。 混凝劑水解產物壓縮膠體顆粒的擴散層，達到膠體脫穩而相互聚結，或通過高分子混凝劑吸附架橋作用，使膠體吸附粘結，並最終沉澱除去。傳統混凝沉澱工藝對有機物都有不同程度的去除率，這類有機物的相對分子質量通常在1萬以上。

主要機理

通過強化混凝去除水中天然有機物已進行了大量的研究，強化混凝去除有機物的機理主要包括膠體 狀天然有機物的電中和作用，腐植酸和富里酸聚合體的沉澱作用，以及吸附與金屬氫氧化物表面上的共沉作用。膠體狀天然有機物的混凝主要依靠壓縮雙電層、電中和吸附架橋或混凝劑沉澱物的網捕等。強化混凝去除天然有機物，其去除率的大小受混凝劑的種類和性質、混凝劑的投加量以及pH值等因素的影響。 加強混凝沉澱則是通過改善混凝條件，使有機物去除範圍和去除率進一步擴大和提高，方法主要通過調節pH值、改善混凝劑、改善水力條件、投加氧化劑、助凝劑等輔助手段來實現。通過加強混凝沉澱，可去除的有機物相對分子質量範圍可以從1萬以上增大到3000，甚至更低。

技術套用

國內外均對強化混凝技術進行了大量的研究。和傳統一級處理比較起來，強化混凝工藝需要的沉澱池尺寸僅為傳統一級處理的一半，即在同樣沉澱池體積下強化混凝工藝可以處理2倍於傳統一級處理的污水，這對於水體污染嚴重，處理資金不足，排放水體具有較大稀釋能力的水體是很有意義的。而和傳統的二級生物處理比較起來，強化混凝工藝運行穩定，對水質變化、溫度變化均有較強的適應性，避免了常規二級生物處理由於毒性衝擊等導致生物處理系統無法正常運行的狀況，藥劑的添加可根據水質水量變化進行調節，具有較大的靈活性、可靠性。

影響因素

影響強化混凝的主要因素為原水水質、混凝劑種類及投加量、pH、水溫、和水力條件。(1)原水水質：原水水質是影響強化混凝的最主要因素之一，不同的原水水質，水中污染物含量、成分、pH、鹼度等差異較大，直接影響混凝劑種類的選擇和投加量。Robert等認為有機物的分子量、電性及溶解性對混凝效果影響最大。(2)混凝劑種類及投加量混凝劑的種類對混凝效果影響很大，不同的混凝劑對污染物的去除機理不同，因而其對污染物的去除效果也有所差異。(3)pH ：混凝過程中存在著多種複雜的影響因素，pH值是其中最重要的參數之一，決定著溶液的酸鹼度、水體顆粒物的表面酸鹼特性，以及混凝劑的形態分布與轉化，從而最終影響乃至決定著混凝過程中顆粒物一混凝劑一溶液之間的兩兩相互作用與後續的絮體形成及固液分離效果。(4)水溫 ：水溫對混凝效果有明顯的負面的影響。低溫水處理很困難。因水溫低時，儘管增加投藥量，絮凝體的形成也很緩慢而且結構鬆散、顆粒細小。(5)水力條件：水力條件是影響混凝過程中的關鍵性因素之一，水力條件影響混凝劑在水中的擴散，混凝劑加入原水中後將進行混合與擴散及混凝劑水解，水解產物與膠體顆粒作用使其脫穩而從水中去除。由於水解、脫穩速率遠遠大於混凝劑在水中的擴散速率，因此擴散作用成為膠體顆粒能否迅速脫穩的決定性因素，所以適宜的水力條件對混凝劑發揮效力至關重要。混凝劑水解產物的吸咐架橋能力和混凝設施產生的微漩渦所帶來的剪下力的對比關係，決定了礬花的尺寸、密實度及沉降性能。前者決定混凝劑本身，而後者則由水力條件所確定。許多研究顯示，適宜的水力條件是混凝劑發揮效力的前提，可以提高混凝出水水質。

常用混凝劑

聚合硫酸鐵

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%。

聚合硫酸鐵套用 ：聚合硫酸鐵在稀土工業廢水處理時：例如,裝置使廢水的微小固體顆粒和高濃度的離子膜的表面和始終保持一定距離,大大減少有害物質和膜表面有機會避免在膜表面污染,聚合硫酸鐵改善水的循環過度;這個過程不僅將稀土的提取工藝廢水高濃度的分離與富集氯化銨,稀土行業標準後廢水的回收,並通過電解過程和太陽能為一個成功的鹽酸和氨水反應堆的復甦、聚合硫酸鐵減少稀土產業生產原材料的回收,也要經過的燃料電池使用將能量回收補充說,處理大量的浪費水的成本為40元,為1600噸/天,包含100g/L的氯化銨來計算,通過這個過程,一代的鹽酸和氨的水可以實現利潤11萬元，這不僅對該國的污水處理和處置還原、穩定和無害的目標;嚴格控制的稀土工業廢水中的重金屬和有毒、聚合硫酸鐵有害物質含量;在安全、環保和經濟復甦的前提下,利用廢水、聚合硫酸鐵廢氣的能量和資源,實現廢水、廢氣治理和綜合利用、節能減排、實現循環經濟發展的目的。

聚合硫酸鐵使用電介質電泳技術和滲透膜分離技術相結合的方法對污水回用處理,實現廢水處理技術創新和科技進步,充分發揮設備的投資和運營效率,適合中國的國情,符合特徵內蒙古自治區的廢水處理新技術、聚合硫酸鐵新技術和新設備。若新技術被廣泛套用,將提高礦山企業在該地區的工業廢水的處理和處置水平,聚合硫酸鐵進一步保護和改善生態環境,在該地區促進我們的經濟、社會和環境的可持續發展。

聚合硫酸鐵的使用方法：本產品廣泛套用於生活飲用水，工業循環水及化工、石油、礦山、造紙、印染、釀造、鋼鐵、煤氣等行業工業廢水的淨化處理，對不同地區不同種類的水源均能達到理想的效果。

使用時，一般將液體聚合硫酸鐵配成10%--50%的水溶液（在源水濁度較高時可直接投加），固體聚合硫酸鐵配成10%--30%的水溶液，然後根據具體情況將配好的溶液按最佳的條件和藥量投入，經充分攪拌後可得到最佳的混凝效果。 　用量可根據原水的不同渾度，測定最佳投藥量，一般混濁（濁度在100-500mg/L）水，每千噸使用本品30-50公斤，非飲用水高濁度工業污水可適當投加量 。

工業廢水處理時，將一等品聚合硫酸鐵稀釋至1-2倍的水溶液。在源水濃度較高、處理水量較大時，可直接投加。然後根據試驗室模擬試驗的結果按最佳的工藝條件和藥量投加，經充分攪拌、混凝沉降後，可以得到澄清的出水。

淨水廠亦可稀釋2-5倍後投加。投加量的確定，根據原水性質可通過生產調試或燒杯實驗視礬花形成適量而定，制水廠可以原用的其它藥劑量作為參考，在同等條件下本產品與固體聚合氯化鋁用量大體相當，是固體硫酸鋁用量的1/2-1/3。如果原用的是液體產品，可根據相應藥劑濃度計算酌定，大致按重量比1:3而定。

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。電荷較高的無機高分子水處理藥劑。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。

產品特點：絮凝體成型快，活性好，過濾性好。不需加鹼性助劑，如遇潮解，其效果不變。適應PH值寬，適應性強，用途廣泛。處理過的水中鹽份少。能除去重金屬及放射性物質對水的污染。有效成份高,便於儲存、運輸。

聚合氯化鋁其絮凝作用表現如下：a、水中膠體物質的強烈電中和作用。b、水解產物對水中懸浮物的優良架橋吸附作用。c、對溶解性物質的選擇性吸附作用。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）的特點主要是由壓力式霧化器的工作原理所決定的，使這一乾燥系統有它自己的特點。由於壓力式噴霧乾燥所得產品是多孔微粒狀或空心微粒狀，採用壓力式噴霧乾燥，陰離子聚丙烯醯胺，多以獲得顆粒狀產品為目的，所得顆粒狀產品具有優良的防塵性能和流動性能。

聚合氯化鋁

聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑，混凝是水中膠體和懸浮物聚集的過程，混凝過程涉及到膠體及懸浮物的性質、混凝劑水解產物的性質及它們的相互作用。混凝有時與凝聚、絮凝通用，關於凝聚一般指水中膠體脫穩的過程，而脫穩膠體相互聚集稱為絮凝。在實際套用中很難截然劃分清楚。混凝作為水與廢水處理的重要方法之一，廣泛地套用於各種水處理工藝中，決定著後續流程的運行工況，以及最終出水質量與運行成本。因而混凝成為環境工程的重要研究開發領域，在我國水處理高新技術的發展中占有重要地位。