絮凝沉淀，颗粒物在水中作絮凝沉淀的过程

原理

即选用无机絮凝剂和有机阴离子配制成水溶液加入废水中，便会产生压缩双电层，使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。为提高分离效果，可适时、适量加入助凝剂。

悬浮物浓度不太高(一般质量浓度在50～500 mg/L)时的颗粒沉淀属于絮凝沉淀，如给水工程中的混凝沉淀、污水处理中初沉池内的悬浮物沉淀均属此类型。絮凝沉淀过程中，由于颗粒相互碰撞。凝聚变大．沉速不断加大，因此颗粒沉速实际上是变化的。我们所说的絮凝沉淀颗粒沉速．是指颗粒沉淀平均速度。在平流沉淀池中，颗粒沉淀轨迹是一曲线，而不同于自由沉淀的直线运动。在沉淀池内颗粒的去除率不仅与颗粒沉速有关，而且与沉淀有效水深有关。因此，不仅要考虑沉淀柱器壁对悬浮物沉淀的影响．还要考虑柱高对沉淀效率的影响

絮凝沉淀剂

硫酸亚铁

硫酸亚铁作为絮凝剂：硫酸亚铁最广泛的用途就是作为絮凝剂，它作为絮凝剂具有如下优点：沉降速度快、污泥颗粒大、污泥体积小且密实、除色效果好（非常适合作为印染、水洗等纺织废水的处理）、无毒而且有益生物生长（非常适合用在后续有生化处理工艺的污水处理系统）、不用改变原来的工艺、价格低廉，作为絮凝剂，硫酸亚铁可以代替聚合铝、碱式氯化铝、聚合铁、硫酸铝、三氯化铁等。

原理：在酸性条件下，投加还原剂硫酸亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、二氧化硫等，将六价铬还原成三价铬，然后投加氢氧化钠、氢氧化钙、石灰等调pH值，使其生成三价铬氢氧化物沉淀从废水中分离。

处理工艺流程：含Cr6+废水→调节池→还原反应池→混凝反应池→沉淀池→过滤器→pH回调池→排放。

硫酸亚铁主要用途

1、工业应用：用于制造铁盐、墨水用作煤染剂、鞣草剂、漂水剂、净水剂、木材防腐剂及消毒剂等。

2、农业应用：用作化肥，除草剂及农药，医治小麦的黑穗病、防治果园害虫和果树的腐烂病，根治树秆的苔类、地衣等。也可用作废料，是植物制造叶绿素的催化剂，对植物的吸收有重要作用。

3、制药应用：医药上用作局部收敛剂及补血剂，其所含铁是体内合成血红细胞的原料。

4、乐邦硫酸亚铁还可作为食品添加剂、颜料、电子工业用的原材料、硫化氢除臭剂、土壤改良剂、工业触媒等。

聚合氯化铝

聚合氯化铝：简称PAC，是一种多羟基、多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂固体产品外观为淡黄色或红黄色粉状，其分子为[A12(OH)nC16-n]m?n≤5m≤10。由于中带有数量不等的羟基，当聚合氯化铝加入混浊源水后，在源水的PH条件下继续水解。在水解过程中，伴随着有发生凝聚、吸附、沉淀等一系列物理化学过程，从而达到净化目的。聚合氯化铝的显着特点是净水效果明显、絮凝沉淀速度快、适应PH范围宽？对管道设备腐浊性低？能有效地去除水中色质SS、COD、BOD及砷、铅、汞等重金属离子。制水成本低，效力大，操作简单、节省人力、物力。该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。

聚合氯化铝特点：

1、絮凝体成型快，活性好，过滤性好。

2、不需加碱性助剂，如遇潮解，其效果不变。

3、适应PH值宽，适应性强，用途广泛。

4、处理过的水中盐份少。

5、能除去重金属及放射性物质对水的污染。

6、有效成份高，便于储存，运输。

碱式氯化铝

碱式氯化铝是60年代后期，正式投入工业化生产和应用的一种新型无机高分子混凝剂。是利用工业铝灰和活性铝矾土为原料经过精制加工聚合而成，此产品活性较高对于工业污水，造纸水、印染水具有较好的净化效果。具有投加量少。净化效率高。成本低等一系列优点。碱式氯化铝分为标准碱式氯化铝（有两种原料生产），复合型碱式氯化铝（有四种原料生产，主要用于酸性水、发酵水、脱色效果好。

聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%（重量）的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。

聚合硫酸铁与其他无机絮凝剂相比具有以下特点：1.新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂；2.混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快；3.净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠；4.除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著；5.适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小；6.对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显着，对高浊度原水净化效果尤佳；7.投药量少，成本低廉，处理费用可节省20%-50%。

三氯化铁

三氯化铁化学式：FeCl3。又名三氯化铁，是黑棕色结晶，也有薄片状，熔点282℃、沸点315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。FeCl3从水溶液析出时带六个结晶水为FeCl3·6H2O，六水合三氯化铁是橘黄色的晶体。三氯化铁是一种很重要的铁盐。

三氯化铁的特性1、水解速度快，水合作用弱。形成的矾花密实，沉降速度快。受水温变化影响小，可以满足在流动过程中产生剪切力的要求2、固态产品为棕褐色，红褐色粉末，极易溶于水。3、可有效去除源水中的铝离子以及铝盐混凝后水中残余的游离态铝离子。4、适用范围广，生活饮用水，工业用水，生活用水，生活污水和工业污水处理等。5、用药量少，处理效果好，比其它混凝剂节约10-20%费用。6、使用方法和包装用途以及注意事项同聚合氯化铝基本一样。

三氯化铁是城市污水及工业废水处理的高效廉价絮凝剂，具有显着的沉淀重金属及硫化物、脱色、脱臭、除油、杀菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。

丙烯酰胺

聚丙烯酰胺为白色粉状物，密谋为1.32g/cm3(23度），玻璃化温度为188度，软化温度近于210度，一般方法干燥时含有少量的水，干时又会很快从环境中吸取水分，用冷冻干燥法分离的均聚物是白色松软的非结晶固体，但是当从溶液中沉淀并干燥后则为玻璃状部分透明的固体，完全干燥的聚丙烯酰胺PAM是脆性的白色固体，商品聚丙烯酰胺干燥通常是在适度的条件下干燥的，一般含水量为百分之五至百分之十五，浇铸在玻璃板上制备的高分子膜，则是透明、坚硬、易碎的固体，固体聚丙烯酰胺的物理性质见表：

固体聚丙烯酰胺的物理性质：

使用方法及注意事项

阳离子聚丙烯酰胺使用注意事项：

1、絮团的大小：絮团太小会影响排水的速度，絮团太大会使絮团约束较多水而降低泥饼干度。经过选择聚丙烯酰胺的分子量能够调整絮团的大小。

2、污泥特性。第一点理解污泥的来源，特性以及成分，所占比重。依据性质的不同，污泥可分为有机和无机污泥两种。阳离子聚丙烯酰胺用于处置有机污泥，相对的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂用于无机污泥，碱性很强时用阳离子聚丙烯酰胺，而酸性很强时不宜用阴离子聚丙烯酰胺，固含量高时污泥通常聚丙烯酰胺的用量也大。

3、絮团强度：絮团在剪切作用下应坚持稳定而不破碎。进步聚丙烯酰胺分子量或者选择适宜的分子构造有助于进步絮团稳定性。

4、聚丙烯酰胺的离子度：针对脱水的污泥，可用不同离子度的絮凝剂经过先做小试停止挑选，选出最佳适宜的聚丙烯酰胺，这样即能够获得最佳絮凝剂效果，又可使加药量最少，节约本钱。

5、聚丙烯酰胺的溶解：溶解良好才干发充沛发挥絮凝作用。有时需求加快溶解速度，这时可思索进步聚丙烯酰胺溶液的浓度。

PAM沉淀的技术流程

沉淀是发生化学反应时生成了不溶于反应物所在溶液的物质。从字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的悬浮物质，可以这是一种物理过程，简便易行，效果良好，是污水处理的重要技术之一。

根据悬浮物质的性质、浓度及絮聚丙烯酰胺凝性能，沉淀可以分为：自然沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀。域沉淀的悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中均有区域沉淀发生。

性能特点

1、聚丙烯酰胺分子中具有阳性基因，絮凝能力强，用量少，处理效果明显。

2、溶解性好，活性高，在水体中凝聚形成的矾花大，沉降快，比其他水溶性高分子聚合物净化能力大2-3倍。

3、适应性强受水体PH值和温度影响小，原水净化后达到国家引用水标准，处理后水中悬浮颗粒达到絮凝澄清的目的，有利于离子交换处理和高纯水的制备。

4、腐蚀性小，操作简便，能改善投药工序的劳动强度和劳动条件。

聚丙烯酰胺应用范围

聚丙烯酰胺分子中具有阳性基因（－CONH2)，能于分散于溶液中的悬浮粒子吸咐和架桥，有着极强的絮凝作用，它能够加速悬浮液中的粒子的沉降，有非常明显的加快溶液的澄清，促进过滤等效果，所以广泛用于水处理及电力、采矿、选煤、石棉制品、石油化工、造纸、纺织、制糖、医药、环保等。

1、作为絮凝剂，主要应用于工业上的固液分离过程，包括沉降、澄清、浓缩及污泥脱水等工艺，应用的主要行业有：城市污水处理、造纸工业、食品加工业、石化工业、冶金工业、选矿工业、染色工业和制糖工业及各种工业的废水处理。用在城市污水及肉类、禽类、食品加工废水处理过程中的污泥沉淀及污泥脱水上，通过其所含的正电荷基团对污泥中的负电荷有机胶体电性中和作用及高分子优异的架桥凝聚功能，促使胶体颗粒聚集成大块絮状物，从其悬浮液中分离出来。效果明显，投加量少。

2、在造纸工业中可用作纸张干强剂、助留剂、助滤剂，能极大的提高成纸质量，节约成本，提高造纸厂的生产能力。可直接与无机盐离子、纤维以及其它有机高分子发生静电桥梁作用以达到增强纸张的物理强度，减少纤维或填料的流失，加快滤水，起增强、助留、助滤作用，还可以用于白水的处理，同时，在脱墨过程中能起明显的絮凝效果。

3、纤维泥浆(石棉-水泥制品)中可使成型的石棉-水泥制品排水性得到改善，使石棉板坯料的强度提高；在绝缘板中，可提高添加剂和纤维的结合能力。

4、在采矿、选煤行业中可作矿山废水、洗煤废水的澄清剂。

5、可用于染色废水、皮革废水、含油废水的处理，使之除浊、脱色，以达到排放标准。

6、在磷酸提纯中，有助于湿法磷酸工艺中石膏的分离。

7、用于以江河水源的自来水厂的水处理絮凝剂。

实验装置

1)沉淀柱：有机玻璃沉淀柱，直径D=150mm，柱高H=2 000mm，沿不同高度设有取样口。

2)配水及投配系统：配水箱、搅拌装置、水泵、配水管等。

3)取样设备：定时器、烧杯、移液管、磁盘等。

4)悬浮物分析所需设备及用具：分析天平(感量0．1mg)、带盖称量瓶、干燥皿、烘箱等。

5)水样：城市污水或人工配水等。

应用范围

1）.絮凝沉淀去除水中致病微生物

由于消毒药剂不能经常保证可靠地对水消毒，所以絮凝沉淀成了补充消毒的重要方法。虽然絮凝沉淀不能杀灭水中的致病微生物，但是，如果它能把水中大部分致病微生物凝聚起来，随同各种悬浊物沉淀下去，然后再对清水进行消毒，则消毒效果显然会获得提高。张师鲁早在1958年就详细报道了这方面的研究结果。其中一篇报告讲述的是：在水中加柯萨奇A2病毒或白色葡萄球菌噬菌体，并加入纯氧化硅微粒悬浊物，再用硫酸铝或三氯化铁进行试验，所得的结果是：①加硫酸铝(40～120mg/L)可去除水中病毒86.3%～98.7%，去除噬菌体93.5%～98%；加三氯化铁(20～40mg/L)可去除病毒96.6%～98.1%，去除噬菌体99.3%～99.9%，增加絮凝剂量，去除率可得到相应的提高。②硫酸铝去除病毒的适宜pH值是6．2～7．2，则当pH值升高时，病毒的去除率也相应提高。③当搅拌速度降低时，去除病毒和噬菌体的效率则稍有降低。④在重碳酸盐中(pH=8.6～9.0)，用硫酸铝凝聚沉淀物中的病毒和噬菌物，经过1～2h的搅动，可分别析离出60%和10%～25%。⑤絮凝后在水面或水面下2/3深处取水样，其中检出的病毒和噬菌体的数目均无差异。Thorup等将大肠杆菌、噬菌体T和脊髓灰质杂病毒I型加到用膨润土配制的浑水中，用硫酸铝絮凝，发现当投加量适当时，可去除98%的微生物。再分别加人三种高分子絮凝剂，发现去除率没有出现明显的提高。又如Manwaring等用噬菌体MS2加有机物配制水样，加三氯化铁(60rag/L)絮凝，可去除噬菌体99%左右。但水中有机物含量多时，效果就要降低。Chaudhuri等用噬菌体T4代表DNA类的病毒，用噬菌体MSa代表含RNA类的病毒，加硫酸铝(50mg/L)絮凝，另外又投加四种助凝剂和絮凝剂进行比较，其结果是：①化学絮凝剂可去除水中病毒98.0%～99.9%。②水中钙和镁离子高达50mg/L也不影响去除效果。③水中有机物会影响去除效果。④阳离子型聚合电解质可以提高去除效果。

2).絮凝沉淀去除水中放射性物质

用絮凝沉淀消除放射性物质的程度由放射性物质的同位素组成及其在溶液中的状态决定。如果放射性物质被吸附在机械杂质上或者本身处于胶体分散状态，则放射性可被有效地消除。在这种情况下，水的澄清度决定了放射性物质的回收程度。对于放射性物质的真溶液，絮凝沉淀的去除效果相当小。然而，在被处理水中存在分散杂质，或人工使水浑浊时，

对许多同位素都可能得到良好的效果。