实用 I 说说混凝剂的那些事儿(上）
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本期导读
混凝是水处理工艺中常用的物化处理法，广泛应用在工业废水处理中。市面上水处理药剂纷繁复杂，很多人员不知道该如何选择和使用混凝药剂。
什么是混凝 ·
混凝包括凝聚与絮凝两种过程。
能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。简单的理解，凝聚就是指水中细小的悬浮物或者胶体从分散状态变为聚集的状态，但形成的悬浮物依然较小，沉淀的速度较慢；
絮凝就是通过高分子有机物将凝聚的细小悬浮物变为大的絮凝体，快速沉淀。
通常在水处理中投加聚合氯化铝（PAC），硫酸亚铁，聚合硫酸铁（PFS）主要起到的是凝聚的作用；而投加聚丙烯酰胺（PAM）起到的是絮凝的作用，使小的凝聚体形成大的矾花。
混凝剂的分类 ·
混凝剂主要分为无机混凝剂和有机混凝剂，有机包括聚丙烯酰胺（PAM）和聚二甲基丙烯氯化铵等。无机混凝剂常用的有：
铝盐及其水解聚合物：
明[Al2(SO4)3·K2SO4·2H2O]、三氯化铝(AlCl3)、聚合氯化铝（PAC）等；
铁盐及其水解聚合物：
三氯化铁(FeCl3)、绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸铁[Fe2(SO4)3]聚合硫酸铁（PFS）等。
混凝剂的投加量计算 ·
混凝剂的最佳投加量可通过小试确定，确定后通过药剂的配置浓度，水量换算成实际的投加量。
此处举个例子🌰
某工业废水50m³/h（Q）,通过小试实验，确定PAC的吨水投加量（A）为0.1kg/m³，PAC药剂的配置浓度（B）为100kg/m³，
则每小时配置好的PAC加药量（C）：
C=Q×A/B=50×0.1/100=0.05m³=50L
即一个小时要投加50L配制浓度为100kg/m³的PAC溶液。
此外也可以参考借鉴水质相似的已经稳定运营的污水处理设施，在前者的基础上做适当的调整。
影响混凝效果的因素·
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pH值
原本水中的物质以胶粒形式存在，同种胶粒带同一种电荷，投加絮凝剂就破坏其稳定性，抢占水中的H+或OH-进行水解反应。而pH的高低就是用自己的H+或OH-在絮凝剂和水中间横插一脚，阻碍了水解反应的进行。所以混凝剂使用时需要考虑到PH调节，以发挥最佳效果。
铝系混凝剂具有双性性质，即在偏酸或偏碱条件下，形成的氢氧化铝沉淀都会溶解，导致混凝效果变差，因此，一般控制pH值在6-9之间，最佳pH值在7-8。
二价铁铁系的混凝剂主要为硫酸亚铁，实际使用中pH值一般控制在7-10之间。三价铁主要为聚合硫酸铁，三氯化铁等；实际使用中pH值一般控制在6-9之间。
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水中杂质成份
水中杂质的颗粒浓度过低往往对混凝不利，回流沉淀物或投加助凝剂可提高混凝效果。
水中的盐类，如水中钙，铝，铁，镁离子一般对混凝有利，而某些阴离子、表面活性物质对混凝有不利影响。
水中存在大量有机物能被粘土微粒吸附，使微粒具备了有机物的高度稳定性，此时，可采用向水中投加含氯氧化剂，破坏胶体的稳定度；也可投加助凝剂，使其脱稳，以提高混凝效果。
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混凝的投加顺序
混凝时一般先投加助凝剂，如聚合氯化铝，聚合硫酸铁，硫酸亚铁等；后投高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺。
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水力条件对于混凝的影响
想要絮凝剂和水中颗粒物充分反应，首先就要充分进行混合，其次要让他们有充分的时间碰撞发生反应，但是又不能打碎已经形成的絮体，所以就要减小搅拌的强度。
实际操作中助凝剂，如PAC，PFS，FeSO4等药剂投加过程对搅拌力度大小影响不大，但要有足够的反应时间。
高分子絮凝剂如PAM的投加对搅拌的条件要求就要严格些，搅拌强度不能太大，速度不能太快，否则，容易将形成的絮体打碎。投加PAM的混凝池一般建议采用机械慢速搅拌，搅拌机转速45-60r/min；时间也不能太长，一般控制在15-30min左右，太长时间的搅拌，絮体也易打碎。
好了，本篇文章混凝剂的选择与使用先到这里了，如果你看完这些，仍然对混凝及物化处理工艺有疑问的话，请在留言区留言或者发表您的见解！此外如果你对水处理感兴趣的话，欢迎联系我们参加污水处理实战课程。
小朴会在下一期《实用 I 说说混凝剂的那些事儿(下）》整理发表混凝的实践案例及常见问题解答，还请继续关注绿朴（GreenPont）！