01.廢水處理中(zhōng)常用藥劑的種類有哪些？
爲了使廢水處理後達标排放(fàng)或進行回用，在處理過程需要使用多種化學藥劑。根據用途的不同，可以将這些藥劑分(fēn)成以下(xià)幾類：
⑴絮凝劑：有時又(yòu)稱爲混凝劑，可作爲強化固液分(fēn)離(lí)的手段，用于初沉池、二沉池、浮選池及三級處理或深度處理等工(gōng)藝環節。
⑵助凝劑：輔助絮凝劑發揮作用，加強混凝效果。
⑶調理劑：又(yòu)稱爲脫水劑，用于對脫水前剩餘污泥的調理，其品種包括上述的部分(fēn)絮凝劑和助凝劑。
⑷破乳劑：有時也稱脫穩劑，主要用于對含有乳化油的含油廢水氣浮前的預處理，其品種包括上述的部分(fēn)絮凝劑和助凝劑。
⑸消泡劑：主要用于消除曝氣或攪拌過程中(zhōng)出現的大(dà)量泡沫。
⑹pH調整劑：用于将酸性廢水和堿性廢水的pH值調整爲中(zhōng)性。
⑺氧化還原劑：用于含有氧化性物(wù)質或還原性物(wù)質的工(gōng)業廢水的處理。
⑻消毒劑：用于在廢水處理後排放(fàng)或回用前的消毒處理。
以上藥劑的種類雖然很多，但一(yī)種藥劑在不同的場合使用，起到的作用不同，也就會擁有不同的稱呼。比如說Cl2，應用在加強污水的混凝處理效果時被稱爲助凝劑，用于氧化廢水中(zhōng)的氰化物(wù)或有機物(wù)時被稱爲氧化劑，用于消毒處理自然就被稱爲消毒劑。
02.什麽是絮凝劑？其作用是什麽？
絮凝劑在污水處理領域作爲強化固液分(fēn)離(lí)的手段，可用于強化污水的初次沉澱、浮選處理及活性污泥法之後的二次沉澱，還可用于污水三級處理或深度處理。當用于剩餘污泥脫水前的調理時，絮凝劑和助凝劑就變成了污泥調理劑或脫水劑。
在應用傳統的絮凝劑時，可以使用投加助凝劑的方法來加強絮凝效果。例如把活化矽酸作爲硫酸亞鐵、硫酸鋁等無機絮凝劑的助凝劑并分(fēn)前後順序投加，可以取得很好的絮凝作用。因此，通俗地講，無機高分(fēn)子絮凝劑IPF其實就是把助凝劑與絮凝劑結合在一(yī)起制備然後合并投加來簡化用戶的操作。
混凝處理通常置于固液分(fēn)離(lí)設施前，與分(fēn)離(lí)設施組合起來、有效地去(qù)除原水中(zhōng)的粒度爲1nm～100μm的懸浮物(wù)和膠體(tǐ)物(wù)質，降低出水濁度和CODCr，可用在污水處理流程的預處理、深度處理，也可用于剩餘污泥處理。混凝處理還可有效地去(qù)除水中(zhōng)的微生(shēng)物(wù)、病原菌，并可去(qù)除污水中(zhōng)的乳化油、色度、重金屬離(lí)子及其他一(yī)些污染物(wù)，利用混凝沉澱處理污水中(zhōng)含有的磷時去(qù)除率可高達90～95%，是最便宜而又(yòu)高效的除磷方法。
03.絮凝劑的作用機理是什麽？
水中(zhōng)膠體(tǐ)顆粒微小(xiǎo)、表面水化和帶電(diàn)使其具有穩定性，絮凝劑投加到水中(zhōng)後水解成帶電(diàn)膠體(tǐ)與其周圍的離(lí)子組成雙電(diàn)層結構的膠團。采用投藥後快速攪拌的方式，促進水中(zhōng)膠體(tǐ)雜(zá)質顆粒與絮凝劑水解成的膠團的碰撞機會和次數。水中(zhōng)的雜(zá)質顆粒在絮凝劑的作用下(xià)首先失去(qù)穩定性，然後相互凝聚成尺寸較大(dà)的顆粒，再在分(fēn)離(lí)設施中(zhōng)沉澱下(xià)去(qù)或漂浮上來。
攪拌産生(shēng)的速度梯度G和攪拌時間T的乘積GT可以間接表示在整個反應時間内顆粒碰撞的總次數，通過改變GT值可以控制混凝反應效果。一(yī)般控制GT值在104～105之間，考慮到雜(zá)質顆粒濃度對碰撞的影響，可以用GTC值作爲表征混凝效果的控制參數，其中(zhōng)C表示污水中(zhōng)雜(zá)質顆粒的質量濃度，而且建議GTC值在100左右。
促使絮凝劑迅速向水中(zhōng)擴散，并與全部廢水混合均勻的過程就是混合。水中(zhōng)的雜(zá)質顆粒與絮凝劑作用，通過壓縮雙電(diàn)層和電(diàn)中(zhōng)和等機理，失去(qù)或降低穩定性，生(shēng)成微絮粒的過程稱爲凝聚。凝聚生(shēng)成微絮粒在架橋物(wù)質和水流的攪動下(xià)，通過吸附架橋和沉澱物(wù)網捕等機理成長爲大(dà)絮體(tǐ)的過程稱爲絮凝。混合、凝聚和絮凝合起來稱爲混凝，混合過程一(yī)般在混合池中(zhōng)完成，凝聚和絮凝在反應池中(zhōng)進行。
04.絮凝劑的種類有哪些？
絮凝劑是能夠降低或消除水中(zhōng)分(fēn)散微粒的沉澱穩定性和聚合穩定性，使分(fēn)散微粒凝聚、絮凝成聚集體(tǐ)而除去(qù)的一(yī)類物(wù)質。按照化學成分(fēn)，絮凝劑可分(fēn)爲無機絮凝劑、有機絮凝劑以及微生(shēng)物(wù)絮凝劑三大(dà)類。
無機絮凝劑包括鋁鹽、鐵鹽及其聚合物(wù)。有機絮凝劑按照聚合單體(tǐ)帶電(diàn)集團的電(diàn)荷性質，可分(fēn)爲陰離(lí)子型、陽離(lí)子型、非離(lí)子型、兩性型等幾種，按其來源又(yòu)可分(fēn)爲人工(gōng)合成和天然高分(fēn)子絮凝劑兩大(dà)類。在實際應用中(zhōng)，往往根據無機絮凝劑和有機絮凝劑性質的不同，把它們加以複合，制成無機有機複合型絮凝劑。微生(shēng)物(wù)絮凝劑則是現代生(shēng)物(wù)學與水處理技術相結合的産物(wù)，是當前絮凝劑研究發展和應用的一(yī)個重要方向。
05.無機絮凝劑的種類有哪些？
傳統應用的無機絮凝劑爲低分(fēn)子的鋁鹽和鐵鹽，鋁鹽主要有硫酸鋁(AL2(SO4)3∙18H2O)、明礬(AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O)、鋁酸鈉(NaALO3)，鐵鹽主要有三氯化鐵(FeCL3∙6H20)、硫酸亞鐵(FeSO4∙6H20)和硫酸鐵(Fe2(SO4)3∙2H20)。
一(yī)般來講，無機絮凝劑具有原料易得，制備簡便、價格便宜、處理效果适中(zhōng)等特點，因而在水處理中(zhōng)應用較多。
06.無機絮凝劑硫酸鋁的特點有哪些？
自19世紀末美國最先将硫酸鋁用于給水處理并取得專利以來，硫酸鋁就以卓越的凝聚沉降性能而被廣泛應用。硫酸鋁是目前世界上使用最多的絮凝劑，全世界年産硫酸鋁約500萬噸，其中(zhōng)将近一(yī)半用于水處理領域。市售硫酸鋁有固、液兩種形态，固态的又(yòu)按其中(zhōng)不溶物(wù)的含量分(fēn)爲精制和粗制兩種，我(wǒ)(wǒ)國民間常用于飲用水淨化的固态産品明礬，就是硫酸鋁與硫酸鉀的複鹽，但在工(gōng)業水及廢水處理中(zhōng)應用不多。
硫酸鋁适用的pH值範圍與原水的硬度有關，處理軟水時，适宜pH值爲5～6.6，處理中(zhōng)硬水時，适宜pH值爲6.6～7.2，處理高硬水，适宜pH值爲7.2～7.8。硫酸鋁适用的水溫範圍是20oC～40oC，低于10oC時混凝效果很差。硫酸鋁的腐蝕性較小(xiǎo)、使用方便，但水解反應慢(màn)，需要消耗一(yī)定的堿量。
07.無機絮凝劑三氯化鐵的特點有哪些？
三氯化鐵是另一(yī)種常用的無機低分(fēn)子凝聚劑，産品有固體(tǐ)的黑褐色結晶體(tǐ)，也有較高濃度的液體(tǐ)。其具有易溶于水，礬花大(dà)而重，沉澱性能好，對溫度、水質及pH的适應範圍寬等優點。三氯化鐵的适用pH值範圍是9～11，形成的絮體(tǐ)密度大(dà)，容易沉澱，低溫或高濁度時效果仍很好。固體(tǐ)三氯化鐵具有強烈的吸水性，腐蝕性較強，易腐蝕設備，對溶解和投加設備的防腐要求較高，具有刺激性氣味，操作條件較差。
三氯化鐵的作用機理是利用三價鐵離(lí)子逐級水解生(shēng)成的各種羟基鐵離(lí)子來實現對水中(zhōng)雜(zá)質顆粒的絮凝，而羟基鐵離(lí)子的形成需要利用水中(zhōng)大(dà)量的羟基，因此使用過程中(zhōng)會消耗大(dà)量的堿，當原水堿度不夠時，需要補充石灰等堿源。
硫酸亞鐵俗稱綠礬，形成絮凝體(tǐ)快而穩定，沉澱時間短，适用于堿度高、濁度大(dà)的情況，但色度不易除淨，腐蝕性也較強。
08.無機高分(fēn)子絮凝劑的種類有哪些？
無機高分(fēn)子絮凝劑（IPF）是從60年代起發展起來的新型絮凝劑，目前，IPF的生(shēng)産和應用在全世界都取得了迅速進展。鋁、鐵和矽類的無機高分(fēn)子絮凝劑實際上分(fēn)别是它們由水解、溶膠到沉澱過程的中(zhōng)間産物(wù)，即Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物(wù)。鋁和鐵是陽離(lí)子型荷正電(diàn)，矽是陰離(lí)子型荷負電(diàn)，它們在水溶态的單元分(fēn)子量約爲數百到數千，可以相互結合成爲具有分(fēn)形結構的集聚體(tǐ)。它們的凝聚—絮凝過程是對水中(zhōng)顆粒物(wù)的電(diàn)中(zhōng)和與粘附架橋兩種作用的綜合體(tǐ)現。水中(zhōng)懸浮顆粒的粒度在納米到微米級，大(dà)多帶負電(diàn)荷，因此絮凝劑及其形态的電(diàn)荷正負、電(diàn)性強弱和分(fēn)子量、聚集體(tǐ)的粒度大(dà)小(xiǎo)是決定其絮凝效果的主要因素。目前無機高分(fēn)子絮凝劑的種類已有幾十種(主要品種見表8--1)，産量也達到絮凝劑總産量的30%～60%，其中(zhōng)廣泛使用的爲聚合氯化鋁。
09.無機高分(fēn)子絮凝劑的特點有哪些？
Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物(wù)都會進一(yī)步結合爲聚集體(tǐ)，在一(yī)定條件下(xià)保持在水溶液中(zhōng)，其粒度大(dà)緻在納米級範圍，以此發揮凝聚—絮凝作用會得到低投加量高效果的結果。若比較它們的反應聚合速度，由Al→Fe→Si是趨于強烈的，同時由羟基橋聯轉爲氧基橋聯的趨勢也按此順序。因此，鋁聚合物(wù)的反應較緩和，形态較穩定，鐵的水解聚合物(wù)則反應迅速，容易失去(qù)穩定而發生(shēng)沉澱，矽聚合物(wù)則更趨于生(shēng)成溶膠及凝膠顆粒。
IPF的優點反映在它比傳統絮凝劑如硫酸鋁、氯化鐵的效能更優異，而比有機高分(fēn)子絮凝劑（OPF）價格低廉。現在它成功地應用在給水、工(gōng)業廢水以及城市污水的各種處理流程，包括預處理、中(zhōng)間處理和深度處理中(zhōng)，逐漸成爲主流絮凝劑。但是，在形态、聚合度及相應的凝聚—絮凝效果方面，無機高分(fēn)子絮凝劑仍處于傳統金屬鹽絮凝劑與有機高分(fēn)子絮凝劑之間的位置。其分(fēn)子量和粒度大(dà)小(xiǎo)以及絮凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很多，而且還存在對進一(yī)步水解反應的不穩定性問題。IPF的這些弱點促進了各種複合型無機高分(fēn)子絮凝劑的研究和開(kāi)發。
10.聚合氯化鋁的特點有哪些？
聚合氯化鋁(PAC)，又(yòu)稱堿式氯化鋁，化學式爲ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一(yī)種多價電(diàn)解質，能顯著地降低水中(zhōng)粘土類雜(zá)質(多帶負電(diàn)荷)的膠體(tǐ)電(diàn)荷。由于相對分(fēn)子質量大(dà)，吸附能力強，形成的絮凝體(tǐ)較大(dà)，絮凝沉澱性能優于其他絮凝劑。
PAC聚合度較高，投加後快速攪拌，可以大(dà)大(dà)縮短絮凝體(tǐ)形成時間。PAC受水溫影響較小(xiǎo)，低水溫時使用效果也很好。它對水的pH值降低較少，适用的pH範圍寬(可在pH=5～9範圍内使用)，故可不投加堿劑。PAC的投加量少，産泥量也少，且使用、管理、操作都較方便，對設備、管道等腐蝕性也小(xiǎo)。因此，PAC在水處理領域有逐步替代硫酸鋁的趨勢，其缺點是價格較高。
另外(wài)，從溶液化學的角度看，PAC是鋁鹽水解—聚合—沉澱反應過程的動力學中(zhōng)間産物(wù)，熱力學上是不穩定的，一(yī)般液體(tǐ)PAC産品均應在半年内使用。添加某些無機鹽（如CaCl2、MnCl2等）或高分(fēn)子（如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等）可提高PAC的穩定性，同時可增加凝聚能力。從生(shēng)産工(gōng)藝講，在PAC的制造過程中(zhōng)引入一(yī)種或幾種不同的陰離(lí)子（如SO42-、PO43-等），利用增聚作用可以在一(yī)定程度上改變聚合物(wù)的結構和形态分(fēn)布，進而提高PAC的穩定性和功效；如果在PAC的制造過程中(zhōng)引入其它陽離(lí)子組分(fēn)，如Fe3+，使Al3+和Fe3+交錯水解聚合，可制得複合絮凝劑聚合鋁鐵。
三氧化二鋁含量是聚合氯化鋁有效成分(fēn)的衡量指标，一(yī)般而言，絮凝劑産品密度越大(dà)，三氧化二鋁含量越高。一(yī)般來說，堿化度越高的聚合氯化鋁吸附架橋能力越好，但因接近[Al(OH)3]n而易産生(shēng)沉澱，因此穩定性也較差。
11.PAC的堿化度是什麽？
由于聚合氯化鋁可以看作是AlCl3逐步水解轉化爲Al(OH)3過程中(zhōng)的中(zhōng)間産物(wù)，也就是Cl-逐步被羟基OH-取代的各種産物(wù)。聚合氯化鋁的某種形态中(zhōng)羟基化程度就是堿化度，堿化度是聚合氯化鋁中(zhōng)羟基當量與鋁的當量之比。
實踐表明，堿化度是聚合氯化鋁的最重要指标之一(yī)，聚合氯化鋁的聚合度、電(diàn)荷量、混凝效果、成品的pH值、使用時的稀釋率和儲存的穩定性等都與堿化度有密切關系。常用聚合氯化鋁的堿化度多爲50%～80%。
12.複合絮凝劑的特點和使用的注意事項有哪些？
複合絮凝劑有各種成分(fēn)，其主要原料是鋁鹽、鐵鹽和矽酸鹽。從制造工(gōng)藝方面講，它們可以預先分(fēn)别羟基化聚合再加以混合，也可以先混合再加以羟基化聚合，但最終總是要形成羟基化的更高聚合度的無機高分(fēn)子形态，才能達到優異的絮凝效果。複合劑中(zhōng)每種組分(fēn)在總體(tǐ)結構和凝聚—絮凝過程中(zhōng)都會發揮一(yī)定作用，但在不同的方面，可能有正效應，也可能有負效應。
IPF産品通常要綜合考慮穩定性、電(diàn)中(zhōng)和能力和吸附架橋能力三種因素。聚合鋁、聚合鐵類絮凝劑的弱點是分(fēn)子量和粒度尚不夠高而聚集體(tǐ)的粘附架橋能力不夠強，因而需要加入粒度較大(dà)的矽聚合物(wù)來增強絮凝性能。但加入陰離(lí)子型的矽聚合物(wù)後，總體(tǐ)電(diàn)荷會有所降低，從而減弱了電(diàn)中(zhōng)和能力。
因此，目前的複合絮凝劑即使制造質量優良，與聚合鋁相比，其效果隻能提高10～30%。作爲使用IPF的廢水處理技術人員(yuán)，必須了解不同種類複合絮凝劑的特性、适應性、優點及不足是同樣重要的。在選用最合适的絮凝劑和投加工(gōng)藝操作程序時，隻有根據廢水水質特點，仔細分(fēn)析和判斷，才能獲得最佳的處理效果。
13.人工(gōng)合成有機高分(fēn)子絮凝劑的種類有哪些？
人工(gōng)合成有機高分(fēn)子絮凝劑多爲聚丙烯、聚乙烯物(wù)質，如聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺等。這些絮凝劑都是水溶性的線型高分(fēn)子物(wù)質，每個大(dà)分(fēn)子由許多包含帶電(diàn)基團的重複單元組成，因而也稱爲聚電(diàn)解質。包含帶正電(diàn)基團的爲陽離(lí)子型聚電(diàn)解質，包含帶負電(diàn)基團的爲陰離(lí)子型聚電(diàn)解質，既包含帶正電(diàn)基團又(yòu)包含帶負電(diàn)基團，稱之爲非離(lí)子型聚電(diàn)解質。
目前使用較多的高分(fēn)子絮凝劑是陰離(lí)子型，它們對水中(zhōng)負電(diàn)膠體(tǐ)雜(zá)質隻能發揮助凝作用。往往不能單獨使用，而是配合鋁鹽、鐵鹽使用。陽離(lí)子型絮凝劑能同時發揮凝聚和絮凝作用而單獨使用，故得到較快發展。
我(wǒ)(wǒ)國當前使用較多的是聚丙烯酰胺類非離(lí)子型高聚物(wù)，常與鐵、鋁鹽合用。利用鐵、鋁鹽對膠體(tǐ)微粒的電(diàn)性中(zhōng)和作用和高分(fēn)子絮凝劑優異的絮凝功能，從而得到滿意的處理效果。聚丙烯酰胺在使用中(zhōng)具有投量少，凝聚速度快，絮凝體(tǐ)粒大(dà)強韌的特點。我(wǒ)(wǒ)國目前生(shēng)産的人工(gōng)合成有機高分(fēn)子絮凝劑中(zhōng)80%是這種産品。
