氯化钙除磷 环境污染形势严峻，污水处理药剂种类汇总

氯化钙除磷 环境污染形势严峻，污水处理药剂种类汇总

我国环境污染形势依然严峻，雾霾频发、城市河道黑臭、“垃圾围城”、土壤污染、危险废物处置、农村环境污染等问题突出。污染治理任重道远。打赢污染防治攻坚战是党的十九大明确的重要任务，也要求环保产业快速持续健康发展。

环保形势越来越严峻，各地污水处理进入白热化阶段，污水处理中处理剂种类繁多，笔者通过一些书籍和网络整理出了一些常用的药剂。

1、污水处理常用的化学品种类有哪些？

根据用途，这些药物可分为以下几类：

（1）絮凝剂：有时也称混凝剂，可作为强化固液分离的手段，用于初次沉淀池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理工艺。

（2）助凝剂：辅助絮凝剂发挥作用，增强混凝效果。

（3）调理剂：又称脱水剂，用于对剩余污泥进行脱水前的调理，其品种包括上述部分絮凝剂、助凝剂等。

⑷破乳剂：有时也称脱稳剂，主要用于含乳化油含油废水浮选前的预处理，其品种包括上述部分絮凝剂和助凝剂。

⑸消泡剂：主要用于消除曝气或搅拌过程中出现的大量泡沫。

⑹pH调节剂：用于调节酸性废水、碱性废水的pH值至中性。

⑺氧化还原剂：用于含有氧化性或还原性物质的工业废水的处理。

⑻消毒剂：用于废水处理后、排放或回用前的消毒。

以上摘自《工业水处理技术》主编：张志强

上述药剂虽然种类繁多，但单一药剂在不同场合使用时，名称也不同，起的作用也不同。例如Cl2用于增强污水的混凝效果时，称为混凝剂；用于氧化废水中的氰化物或有机物时，称为氧化剂；用于消毒时，称为消毒剂。

2、什么是絮凝剂？它的作用是什么？

凡能使水溶液中的溶质、胶体或悬浮粒子产生絮状沉淀的物质都称为絮凝剂（或统称混凝剂）。

絮凝剂在污水处理领域作为强化固液分离的手段，可用于强化污水的初次沉淀、气浮处理、活性污泥法后的二次沉淀，也可用于污水的三级处理或深度处理，在用于脱水前的剩余污泥调理时，絮凝剂和混凝剂成为污泥调理剂或脱水剂。

使用传统絮凝剂时，可通过添加助凝剂来增强絮凝效果。例如，使用活性二氧化硅作为硫酸亚铁、硫酸铝等无机絮凝剂的助凝剂，依次添加，即可达到良好的絮凝效果。因此，通俗地说，无机高分子絮凝剂IPF其实就是将助凝剂与絮凝剂组合，然后一起添加而制备的，以简化用户操作。

混凝处理通常置于固液分离设施之前，与分离设施配合使用，可有效去除原水中粒径为1nm～100μm的悬浮物和胶体物质，降低出水浊度和CODCr，可用于污水处理工艺的预处理和深度处理，也可用于剩余污泥的处理。混凝处理还能有效去除水中的微生物和病原体，可去除污水中的乳化油、色度、重金属离子等污染物。用混凝沉淀处理污水中含磷时，去除率可高达90-95%，是最廉价、最高效的除磷方法。

3、絮凝剂的作用机理是什么？

水中胶体粒子微小，表面水合带电，使其稳定。絮凝剂投加到水中后，水解成带电胶体和周围的离子形成具有双电层结构的胶束。采用投加后快速搅拌的方式，促使水中胶体杂质粒子与絮凝剂水解后的胶束发生碰撞的机会和次数增加。水中的杂质粒子在絮凝剂的作用下，首先失去稳定性，然后凝聚成较大的颗粒，然后在分离设施中沉降或上浮。

搅拌产生的速度梯度G与搅拌时间T的乘积GT可以间接表示整个反应时间内颗粒碰撞的总次数，通过改变GT值可以控制混凝反应效果，一般将GT值控制在104~105之间。考虑到杂质颗粒浓度对碰撞的影响，可以采用GTC值作为表征混凝效果的控制参数，其中C表示污水中杂质颗粒的质量浓度，GTC值建议在100左右。

使絮凝剂迅速扩散到水中，并与全部废水混合均匀的过程叫混合。水中的杂质颗粒与絮凝剂发生反应，通过双电层的压缩、电中和而失去或降低稳定性，生成微絮体的过程叫混凝。混凝生成的微絮体在架桥物质和水流的搅拌下，通过吸附架桥、泥沙捕获等机理，不断长大成为大絮体的过程叫絮凝。混合、混凝和絮凝统称为混凝。混合过程一般在混合槽中完成，混凝和絮凝在反应槽中进行。

4、絮凝剂的种类有哪些？

絮凝剂是能降低或消除水中分散粒子的沉降稳定性和聚集稳定性，使分散粒子凝聚、絮凝成聚集体而被去除的物质。絮凝剂按其化学组成可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂三类。

无机絮凝剂包括铝盐、铁盐及其聚合物等。有机絮凝剂按聚合单体带电基团的电荷性质可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型等类型。按其来源可分为人工合成和天然高分子絮凝剂两大类。实际应用中，常将无机絮凝剂与有机絮凝剂根据性质不同复配形成无机-有机复合絮凝剂。微生物絮凝剂是现代生物学与水处理技术相结合的产物，是当前絮凝剂研究、开发和应用的一个重要方向。

5.无机絮凝剂的种类有哪些？

传统使用的无机絮凝剂有低分子量的铝盐和铁盐，其中铝盐主要有硫酸铝（AL2(SO4)3∙18H2O）、明矾（AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O）、铝酸钠（）；铁盐主要有氯化铁（FeCL3∙6H20）、硫酸亚铁（FeSO4∙6H20）、硫酸铁（Fe2(SO4)3∙2H20）。

一般来说，无机絮凝剂具有原料易得、制备简单、价格便宜、处理效果适中等特点，因此在水处理中得到广泛的应用。

6、无机絮凝剂硫酸铝的特点有哪些？

自19世纪末美国首先将硫酸铝用于水处理并取得专利以来，硫酸铝以其优良的混凝沉降性能而得到广泛的应用。硫酸铝是目前世界上应用最广泛的絮凝剂，全世界硫酸铝年产量约500万吨，其中近一半用于水处理领域。市售的硫酸铝有固体和液体两种形态，固体形态根据不溶物含量不同又分为精制物和粗制物。我国饮用水净化常用的固体产品明矾，是硫酸铝和硫酸钾的复盐，但在工业用水和废水处理中应用并不广泛。

硫酸铝的pH值范围与原水硬度有关，处理软水时适宜的pH值为5-6.6，处理中硬水时适宜的pH值为6.6-7.2，处理高硬水时适宜的pH值为7.2-7.8。硫酸铝适用的水温范围为20oC-40oC，当温度低于10oC时，混凝效果很差。硫酸铝腐蚀性较小，使用方便，但水解反应较慢，需一定的碱量。

7、无机絮凝剂三氯化铁有什么特点？

三氯化铁是另一种常用的无机低分子混凝剂。产品为固体深棕色晶体或浓度较高的液体，易溶于水，絮凝体大而重，沉淀性能好，对温度、水质、pH的适应范围较广。三氯化铁适用的pH范围为9-11，形成的絮凝体密度大，容易沉淀，在低温或高浊度下使用效果仍很好。固体三氯化铁吸水性强，腐蚀性强，易腐蚀设备，对溶解、加药设备防腐要求高，有刺激性气味，操作条件较差。

三氯化铁的作用机理是利用三价铁离子逐步水解生成的各种羟基铁离子，达到絮凝水中杂质颗粒的目的。羟基铁离子的生成需要利用水中大量的羟基。因此，使用过程中会消耗大量的碱。当原水碱度不够时，需要补充石灰或其他碱源。

硫酸亚铁俗称绿矾，形成絮凝体迅速稳定，沉淀时间短，适用于高碱度、高浊度的工况，但颜色不易去除，腐蚀性强。

8、无机高分子絮凝剂的种类有哪些？

无机高分子絮凝剂（IPF）是20世纪60年代发展起来的新型絮凝剂，目前，IPF的生产和应用在世界范围内取得了迅速的发展。铝、铁、硅类无机高分子絮凝剂实际上是它们从水解、溶胶到沉淀过程的中间产物，即Al（Ⅲ）、Fe（Ⅲ）、Si（Ⅳ）的羟基和氧的聚合物。铝和铁为阳离子，带正电，硅为阴离子，带负电。它们在水溶状态下的单位分子量约为几百到几千，相互结合形成具有分形结构的聚集体。它们的混凝-絮凝过程是水中颗粒电中和与粘附架桥两种效应的综合体现。水中悬浮颗粒的粒径从纳米到微米，大多带负电。 因此，絮凝剂所带正负电荷、电强度、分子量、聚集体粒径及其形态是决定其絮凝效果的主要因素。目前，无机高分子絮凝剂有几十种（主要品种见表8-1），产量约占絮凝剂总产量的30%～60%。其中，聚合氯化铝应用最为广泛。

9、无机高分子絮凝剂的特点是什么？

Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)等羟基及氧基聚合物在一定条件下会进一步结合成聚集体并残留在水溶液中，其粒径大致在纳米范围，从而能发挥凝聚-絮凝作用，达到少用量、高效的效果。若比较它们的反应聚合速度，Al→Fe→Si最强，羟基桥连→氧桥连的趋势也依次为羟基桥连→氧桥连。因此，铝聚合物反应较温和，形貌较稳定，而铁的水解聚合物反应迅速，易失去稳定性而析出，硅聚合物容易生成溶胶、凝胶颗粒。

IPF的优势体现在性能上比硫酸铝、三氯化铁等传统絮凝剂更优越，价格又比有机高分子絮凝剂（OPF）低廉，现已成功应用于给水、工业废水、城镇污水的预处理、中级处理和深度处理等各个处理工艺中，逐渐成为一种主流絮凝剂。但无机高分子絮凝剂在形貌、聚合度以及相应的混凝絮凝效果等方面还介于传统金属盐絮凝剂和有机高分子絮凝剂之间，其分子量、粒径和絮凝架桥能力还比有机絮凝剂差很多，还存在对进一步水解反应不稳定的问题。IPF的这些弱点促进了各种复合无机高分子絮凝剂的研究和开发。

10、聚合氯化铝的特点有哪些？

聚合氯化铝（PAC）又称碱式氯化铝，化学式为ALn（OH）mCL3n-m。PAC属多价电解质，能明显降低水中粘土杂质（多带负电荷）的胶体电荷。由于其相对分子质量大，吸附能力强，形成的絮凝体较大，絮凝沉淀​​性能优于其他絮凝剂。PAC聚合度较高，投加后快速搅拌，可大大缩短絮凝体的形成时间。PAC受水温影响较小，在低水温下使用效果良好。对水的pH值影响较小，适用pH范围较宽（可在pH=5～9范围内使用），因此不需要加碱剂。 PAC的投加量较少，产生的污泥量也较少，且使用、管理和操作方便，对设备、管道等的腐蚀性较小，因此PAC在水处理领域有逐步取代硫酸铝的趋势，但它的缺点是价格较贵。

另外，从溶液化学角度看，聚合氯化铝是铝盐水解-聚合-沉淀反应过程的动力学中间产物，热力学不稳定，一般液态聚合氯化铝产品应在半年内使用完毕。添加某些无机盐(如CaCl2、MnCl2等)或聚合物(如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等)，可提高聚合氯化铝的稳定性，增加其凝聚能力。从生产工艺角度看，在聚合氯化铝的制造过程中引入一种或几种不同的阴离子(如SO42-、PO43-等)，可利用聚合效应，在一定程度上改变聚合物的结构和形态分布，从而提高聚合氯化铝的稳定性和功效;若在聚合氯化铝的制造过程中引入其它阳离子组分，如Fe3+，使Al3+与Fe3+发生交叉水解聚合，可得到复合絮凝剂——聚合铝铁。

氧化铝含量是衡量聚合氯化铝有效成分的指标，一般来说，絮凝剂产品的密度越大，氧化铝含量越高。一般来说，聚合氯化铝的碱度越高，其吸附架桥能力越好，但由于它与[Al(OH)3]n接近，容易沉淀，因此其稳定性也较差。

11.PAC的碱度是多少？

由于聚合氯化铝可以看作是AlCl3逐渐水解转化为Al(OH)3过程中的中间产物，即Cl-逐渐被羟基OH-取代的各种产物，所以一定形态的聚合氯化铝中的羟基化程度就是碱度，是聚合氯化铝中羟基当量与铝当量的比值。

实践表明，碱度是聚合氯化铝最重要的指标之一，聚合氯化铝的聚合度、带电量、混凝效果、成品pH值、使用过程中的稀释倍数、贮存稳定性等都与碱度密切相关，常用的聚合氯化铝碱度多为50%～80%。